仿星器（Stellarator）最早由美國科學(xué)家萊曼·史匹哲（Lyman Spitzer）于1951年提出，并在第二年建造在普林斯頓大學(xué)等離子體物理實驗室。仿星器是一種受控核聚變裝置，通過模仿恒星內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，將等離子態(tài)的氫同位素和約束起來，并加熱至1億攝氏度左右發(fā)生核聚變，以獲得持續(xù)不斷的能量。與托卡馬克相比，仿星器具有穩(wěn)態(tài)運行的優(yōu)勢；然而，傳統(tǒng)仿星器磁場的波紋度比托卡馬克大，導(dǎo)致其新經(jīng)典輸運水平和高能粒子損失水平高于托卡馬克。此外，由于仿星器需要三維結(jié)構(gòu)線圈，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，制造難度更大，成本更高，因此未被作為聚變堆技術(shù)路線的首選。
仿星器由一閉合管和外部線圈組成，閉合管呈直線形、“跑道”形或空間曲線形。常見的仿星器具有兩對或三對螺旋繞組，前者磁面形狀類似于橢圓，后者則近似于三角形。相鄰螺旋繞組中通以大小相等方向相反的電流，螺旋繞組產(chǎn)生的磁場和縱向磁場合成后，磁力線產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變換，因而能約束無縱向電流的等離子體。在20世紀(jì)50-60年代，仿星器在可控核聚變研究中十分普遍，但由于70年代托卡馬克的重大進展，仿星器研究曾一度擱置。近年來，由于托卡馬克研究中的一些問題，仿星器的研究逐漸再受重視，并已經(jīng)建成一些新設(shè)備，如德國的文德爾施泰因7-X（W7-X），美國的螺旋對稱實驗（HSX），和日本的大型回旋場裝置（LHD），這些設(shè)備大多已經(jīng)通過真空性能測試、磁測試等階段。
裝置介紹
主要用來受控核聚變研究，是個巨大的電磁室。
仿星器的內(nèi)部，藍光的電漿，具有規(guī)律性。
仿星器對等離子體的約束主要借助了外導(dǎo)體的電流等產(chǎn)生的磁場。
仿星器裝置的最大優(yōu)點是能夠連續(xù)穩(wěn)定運行。
德國科學(xué)家認(rèn)為，仿星器可能是最適合未來核聚變電廠的類型。德國正在建造的世界上最大的仿星器實驗室被命名為Wandelstein X-7，他的前身是WEGA，現(xiàn)已退役。
仿星器最早是由 Lyman Spitzer發(fā)明的并且在第二年建成。它在50-60年代十分流行。又逐漸進入人們的視野，最根本的原因是資源的日益枯竭，以及人們對普通核電站能否安全穩(wěn)定運行的擔(dān)憂。
研究成果
2023年，德國核聚變裝置仿星器Wendelstein 7-X重啟后，核聚變實現(xiàn)了1.3吉焦耳的實驗?zāi)繕?biāo)，放電時間達到了新的最佳值，熱等離子體可以維持8分鐘。
參考資料 >