裝置的主要部件和子系統(tǒng)

托卡馬克(Tokamak)是一環(huán)形裝置，通過約束電磁波驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造氘、氚實(shí)現(xiàn)聚變的環(huán)境和超高溫，并實(shí)現(xiàn)人類對(duì)聚變反應(yīng)的控制。它的名字Tokamak來源于環(huán)形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、線圈(kotushka)。最初是由位于蘇聯(lián)莫斯科的庫(kù)爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀(jì)50年代發(fā)明的。

受控?zé)岷司圩冊(cè)诔Ｒ?guī)托卡馬克裝置上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。但常規(guī)托卡馬克裝置體積龐大、效率低，突破難度大。上世紀(jì)末，科學(xué)家們把新興的超導(dǎo)技術(shù)用于托卡馬克裝置，使基礎(chǔ)理論研究和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)得到很大提高。據(jù)科學(xué)家估計(jì)，可控?zé)岷司圩兊难菔拘缘木圩兌褜⒂?025年實(shí)現(xiàn)，商用聚變堆將于2040年建成。商用堆建成之前，中國(guó)科學(xué)家還設(shè)計(jì)把超導(dǎo)托卡馬克裝置作為中子源，用于環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究及其它途徑。這一設(shè)想獲得國(guó)內(nèi)外專家較高評(píng)價(jià)。

包括磁體（環(huán)向場(chǎng)磁體及極向場(chǎng)磁體）、真空室及其抽氣系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（裝置控制和等離子體控制）、加熱與電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（中性束和微波）、噴氣及彈丸注入系統(tǒng)、偏濾器及孔闌、診斷和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)、包層系統(tǒng)、氚系統(tǒng)、輻射防護(hù)系統(tǒng)、遙控操作與維修系統(tǒng)等部件（子系統(tǒng)）。雖然強(qiáng)磁場(chǎng)能提高約束性能，但受工程技術(shù)和材料限制，環(huán)向磁場(chǎng)一般為2~8T；為了獲取穩(wěn)定的核聚變能輸出，托卡馬克聚變堆最終要采用超導(dǎo)磁體（穩(wěn)態(tài)運(yùn)行要求），為此要增加杜瓦、冷屏和低溫制冷系統(tǒng)。為將等離子體加熱至需要的溫度，大型裝置的總加熱功率為幾十兆瓦，國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆裝置的加熱功率為73~130MW。