原苏联在利用托卡马克装置进行受控核聚变研究方面在世界上处于领先地位。原苏联库尔恰多夫原子能研究院的T—7装置是世界上第一个超导托卡马克装置,也是目前世界上三大超导托卡马克装置之一。在俄罗斯专家帮助下,我们只用三年半的时间,花了相当于正常情况下投资(约两亿元)的十分之一,就建成了名列前茅的大型超导脉冲核聚变研究系统(HT—7超导托卡马克)。加之配以西方及我国自行研制的一些先进技术和设备,使该装置在很多技术性能上优于原苏联设备,大大提高了我国核聚变研究水平,使我们能在接近聚变—裂变混合堆芯的条件下进行等离子实验。
HT—7超导托卡马克装置包括超导装置、液氮液氦低温系统、电源系统、真空系统、计算机控制和数据采集处理系统、技术诊断系统、波加热和波驱动电流系统、水冷系统等。HT—7超导装置环体从内到外有内真空室、内氮屏、超导纵场、外氮屏、外真空室五层,环环相套。内真空室为高温等离子体提供一个超净的空间;内外氮屏通以液氮,为超导纵场提供零下180℃—190℃的低温屏蔽;超导纵场通入液氦冷却到零下269℃,在超导状态下实现稳态运行。环体上开设46个窗口以满足装置运行和物理实验需要。为测量等离子体参数,建立了三十多种诊断系统。其研究目标,直接瞄准当前国际核聚变研究的重要前沿领域。
双方合作研制出2mm电子回旋诊断系统。诊断技术是物理实验中的最关键技术,其诊断系统的加强和改善十分重要。该系统采用了独特的结构和控制与处理手段,性能优良,成功地实现了具有模式选择功能的水平和垂直方向的接收与传输系统,实验表明该传输系统稳定,耗损低,在国际上独具特色。在实验中,首次获得了全空间多位置的等离子体电子温度的时空分布,极大地提高了等离子体诊断和实验水平,为研究HT—7先进运行模式和高参数实验提供了重要的诊断手段。
激光汤姆森散射诊断系统是托卡马克聚变研究中又一非常重要的测量系统,用它来提供高温等离子体中电子温度、密度等重要参数的时空分布,也是世界公认的难度最大的诊断系统之一。这一系统是我国与俄罗斯库尔恰夫原子能所合作研制的。