聚變實驗裝置

從磁約束位形和裝置結構特徵上又分為環形裝置和直線裝置兩類，各自又包括若干各具特點的子類型裝置。如環形裝置中有託卡馬克型、仿星器型、反場箍縮型等。直線裝置中有磁鏡型、Z-箍縮型、緊緻環型(幾何形狀為直線)。所有聚變實驗裝置都必須具有加熱和約束高温等離子體的功能，一般由下述部件組成：①磁體。用於產生所要求的磁場位形。視磁場強弱及其維持時間不同，可採用常規水冷磁體、低温液氮冷卻磁體及超導磁體。常規水冷磁體是裝置的主要耗能部件，能提供6T以下磁場；液氮冷卻磁體用於強磁場緊湊型裝置，磁場強度可達14T；一些長脈衝裝置及未來聚變堆要採用超導磁體，能產生10T大小的磁場。②真空系統。等離子體處於內真空室中，有物質孔闌或磁孔闌將灼熱內芯與室壁隔離。內真空室需預先抽至10Pa的高真空，且所有面向等離子體的材料需經特殊處理。③加熱部件。已發展得較成熟的強功率加熱設備有：強流高能中性粒子注入線、三種頻段(離子迴旋、電子迴旋及低混雜頻段)的強功率波發生器及傳輸耦合系統。④電源。大型裝置常採用高功率飛輪電機及直接從大型電網取電的方案，要求總供電量達幾十萬千瓦。⑤燃料補充設備，包括噴氣系統及冷凍高速燃料小丸注入機(丸速0.4~4km/s)。⑥診斷測量設備及數據採集和處理系統。⑦遠距離操縱及輻射防護系統。⑧氚處理系統。最後兩類系統是氘氚燃燒實驗裝置所必需的。

除用於研究高温等離子體物理的裝置外，由於聚變堆涉及許多新工藝問題，還建立了一些大型的單項工藝試驗裝置，如：①大型超導線圈工程(LCT)，由6個大孔徑D形(3.5m×4.5m)鈮鈦及鈮三錫超導線圈組成環形，可產生8T的磁場；②氚系統試驗裝置，最大的美國勞斯阿拉摩斯的TSTA裝置能處理150g氚；③旋轉中子源，用於堆材料試驗，美國勞倫茨利弗摩爾國家實驗室的PTNS-Ⅱ可產生能量為14MeV，通量為2×10s的中子。

目前，美、歐共體、日、俄正着手聯合研究一個國際熱核實驗反應堆(ITER)，採用託卡馬克位形，設想在21世紀初建成，預計投資為40~100億美元。

由驅動器、靶室及測量診斷設備組成，驅動器是最主要部件。實際採用的大功率驅動器有激光驅動器、離子束驅動器。它們能提供極高功率極短脈衝的激光束或粒子束。(實現自持聚變，要求激光束的脈寬為幾個ns，功率10W；粒子束的脈寬為幾個納秒，功率為10W)。這些驅動器本身都是技術複雜的大型設備，目前已達到的水平離上述要求還差一個數量級以上，但激光器及粒子加速器技術已有很高水平，設備造價昂貴。慣性約束實驗裝置着重研究5方面的問題，即①驅動束流與等離子體耦合效率；②冷燃料等熵壓縮過程；③聚爆對稱性；④消融壓強；⑤點火機制。目前已轉入重點研究點火機制(關於靶室及診斷設備見激光聚變實驗裝置)。