偏濾器

偏濾器 ( Divertor ) 是核聚變能研究中託卡馬克或仿星器組成部分之一 ， 它允許在反應器在仍在運行時從等離子體中去除聚變生成的重原子 “ 廢料 ” 。 偏濾器可以控制燃料中聚變產物的堆積 ， 並從等離子體中除去摻入的雜質 ， 避免外殼層內的高能粒子轟擊主放電室壁而釋放出能夠冷卻放電的次級粒子 。 偏濾器裝置最初是在1950年代對核聚變動力系統的最早研究期間引入的 。 成功的核聚變會導致產生更重的離子並且留在燃料中 （ 所謂的 “ 聚變灰燼 ” ） ； 這些雜質會造成能量損失等一系列影響 ， 使聚變反應難以繼續進行 。 偏濾器利用了與質譜儀近似的原理 ， 使重離子在穿過偏濾器區域時通過離心力從燃料中被甩出 ， 與某種吸收劑材料碰撞變爲中性粒子 ， 其能量亦被吸收爲熱能 。 。 最初人們認爲偏濾器只是在實際運行時纔會用到的裝置 ， 很少有早期的原型設計包括偏濾器 。 隨着完整託卡馬克裝置的出現 ， 高能粒子濺射的問題逐漸顯現 ， 偏濾器及類似裝置又重回人們的視野 。 最初的設計 （ 限制器 ， limiter ） 爲簡單的從容器壁表面延伸出的小塊材料 ， 爲器壁吸收散射的粒子 。 然而這種裝置不能解決粒子濺射的問題 ， 因爲限制器材料仍會進入等離子體中造成能量損失 。 偏濾器設計調整了等離子體約束區邊緣的磁場位形 ， 從而把雜質 / 氦灰 “ 定向 ” 偏濾到靶室 。 偏濾器替換孔欄確定等離子體邊緣 。 現代託卡馬克設計中 ， 等離子體截面多爲D形 ， 因而D形的上下兩緣爲很理想的設置偏濾器的位置 。 在國際熱核聚變實驗反應堆 ( ITER ) 和歐洲聯合環狀反應爐 ( JET ) 的最新配置中 ， 圓環的最低區域配置爲偏濾器 ， 而的頂部和底部均帶有偏濾器通道 。