讲道理,极化磁场比环形磁场小得多,因为较强的环形磁场有利于克服等离子流体的不稳定性。
![](http://imgsrc.baidu.com/forum/w%3D580/sign=d680fcc12b3fb80e0cd161df06d02ffb/f1f1fc246b600c33502d2e38104c510fd8f9a179.jpg)
![](http://tb2.bdstatic.com/tb/editor/images/face/i_f25.png?t=20140803)
但托卡马克装置中,实际的等离子体电流高达上千万安培,这会带来一系列问题:扭曲模、磁面撕裂、磁岛产生等,都会降低对等离子流体的约束;失控的话轻则熄火重则爆炸。
等离子体电流形成的极向磁场使得磁笼的构成非常简洁,但是架不住狂野的等离子电流,只能归为混沌善良。
球形托卡马克是托卡马克的一个变种,原理和托卡马克基本相同
![](http://imgsrc.baidu.com/forum/w%3D580/sign=b64683e303f79052ef1f47363cf1d738/6c91798da977391225f97591f2198618347ae2f2.jpg)
比起比较扁的亲戚,球型托卡马克装置能更高效地利用磁场,中心磁场最强,“固有地”紧凑(在体积上一般来说仅仅只有ITER或者JET的1-10%大小)。
中心磁场最强也带来了等离子电流的安全性方面的进步
前面我们说过“较强的环形磁场有利于克服等离子流体的不稳定性”。
一条磁力线绕小环一圈所需要绕大环的圈数,称为安全因子q值。通常q越大,等离子体环向电流越小,等离子磁流体的稳定性越好
![](http://imgsrc.baidu.com/forum/w%3D580/sign=348f69d89d2bd40742c7d3f54b889e9c/562d6681800a19d8819573f539fa828ba71e463a.jpg)
(不同装置的安全因子q,自左向右是托卡马克;球形托卡马克;椭球马克(不属于托卡马克))
我们可以看到球形托卡马克的磁力线在中心螺线管处绕了很多圈(所谓的“罚跑30圈”,数字是我瞎编的
![](http://tb2.bdstatic.com/tb/editor/images/face/i_f25.png?t=20140803)
),等离子体不容易“外逃”
那有没有什么缺点呢?
![](http://imgsrc.baidu.com/forum/w%3D580/sign=080f4ff5efdde711e7d243fe97eecef4/bfbfde2a2834349bde569175c3ea15ce37d3be05.jpg)
有!正是因为中心螺线管的空间过于狭窄,它的效率不能很高,或者说,它能产生的磁通变化量很有限,驱动电流能力差。(所谓“你们走都给我走下来”)