用於發展聚變能的實驗總是會使用專門的裝置，這些裝置可以根據他們使用的聚變原理和燃料自持方式來進行區分。 主要區分為磁約束和慣性約束兩種。在磁約束中，熱等離子體膨脹的趨勢被等離子體中的電流和外部線圈產生的磁場之間的洛倫茲力抵消。粒子密度範圍趨向於 ，線性尺寸範圍為 01 m 至 10m。 粒子和能量約束時間在從幾毫秒到超過一秒的範圍內，但是配置本身通常透過輸入粒子、能量和電流來維持數倍或數千倍的時間。一些理論能夠無限期地維持等離子體。 磁約束 環形器 環形器可以是軸對稱的，例如託卡馬克和，也可以是不對稱的，比如仿星器。透過放棄環形對稱性而獲得的額外的自由度可能最終可以產生更好的約束，但工程、理論和實驗診斷上的成本十分複雜。仿星器通常具有周期性，例如五倍的旋轉對稱。反場箍縮，儘管具有一些理論上的優勢，例如低磁場線圈，還沒有證明是成功的。 託卡馬克 裝置名稱 狀態 建造時間 執行時間 地點 所屬組織 最大 最小半徑 磁場 等離子電流 備註 照片 T1 19571959 莫斯科 庫爾恰托夫研究所 0625 m013 m 1 T 004 MA 首臺託卡馬克 T3 1962 莫斯科 庫爾恰托夫研究所 1 m012 m 25 T 006 MA ST Symmetric Tokamak Model C 19701974 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 109 m013 m 50 T 013 MA 美國首臺託卡馬克，從 Model C 仿星器改造而來 ORMAK Oak Ridge tokaMAK 19711976 橡樹嶺 橡樹嶺國家實驗室 08 m023 m 25 T 034 MA 等離子體溫度首次達到 20 MK ATC 19711972 19721976 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 088 m011 m 2 T 005 MA 演示了等離子體壓縮 TFR Tokamak de FontenayauxRoses 19731984 豐特奈 歐羅斯 原子能和替代能源委員會 1 m02 m 6 T 049 T10 Tokamak10 1975 莫斯科 庫爾恰托夫研究所 150 m036 m 4 T 06 MA 當時最大的託卡馬克裝置 PLT Princeton Large Torus 19751986 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 132 m04 m 4 T 07 MA 等離子體電流首次達到 1 MA ASDEX Axially Symmetric Divertor Experiment HL2A 19801990 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 165 m04 m 28 T 05 MA 1982 年發現了 TEXTOR Progress in Fusion Research 30 Years of TEXTOR 19761980 19812013 於利希 於利希研究中心 175 m047 m 28 T 08 MA 研究等離子體 壁相互作用 TFTR Tokamak Fusion Test Reactor 19801982 19821997 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 24 m08 m 6 T 3 MA 創造了聚變能輸出 107 MW、等離子體溫度 510 MK 的紀錄 JET 19781983 1983 卡爾漢姆 Culham Centre for Fusion Energy 296 m096 m 4 T 7 MA 創造了聚變能輸出 161 MW 的紀錄 NOVAII 19832004 墨西哥城 Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares 023 m006 m 1 T 001 MA 研究等離子體 壁相互作用 JT60 Japan Torus60 JT60SA 19852010 那珂市 Japan Atomic Energy Research Institute 34 m10 m 4 T 3 MA Highbeta steadystate operation highest fusion triple product DIIID 1986 1986 聖地牙哥 加利福尼亞州 General Atomics 167 m067 m 22 T 3 MA 託卡馬克最佳化設計 STORM Saskatchewan TorusModified 1987 薩斯卡通 Plasma Physics Laboratory Saskatchewan 046 m0125 m 1 T 006 MA 研究等離子體加熱和反常運輸 T15 T15MD 19831988 19881995 莫斯科 庫爾恰托夫研究所 243 m07 m 36 T 1 MA 首臺超導託卡馬克 Tore Supra WEST 19882011 卡達拉舍 Département de Recherches sur la Fusion Contrôlée 225 m07 m 45 T 2 MA 主動冷卻的大型託卡馬克 ADITYA tokamak 1989 甘地訥格爾 Institute for Plasma Research 075 m025 m 12 T 025 MA COMPASS COMPact ASSembly 1980 1989 布拉格 Institute of Plasma Physics AS CR 056 m023 m 21 T 032 MA FTU 1990 弗拉斯卡蒂 ENEA 0935 m035 m 8 T 16 MA START 19901998 卡爾漢姆 Culham Centre for Fusion Energy 03 m 05 T 031 MA 首臺全尺寸球形託卡馬克 ASDEX Upgrade Axially Symmetric Divertor Experiment 1991 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 165 m05 m 26 T 14 MA Alcator CMod Alto Campo Toro 1986 19912016 劍橋 麻省理工學院 068 m022 m 8 T 2 MA 創造了等離子體壓力 205 bar 的紀錄 ISTTOK Instituto Superior Técnico TOKamak 1992 里斯本 Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear 046 m0085 m 28 T 001 MA TCV Tokamak à Configuration Variable 1992 洛桑 洛桑聯邦理工學院 088 m025 m 143 T 12 MA 聚變研究 Pegasus Toroidal Experiment 1996 麥迪遜 威斯康星大學麥迪遜分校 045 m04 m 018 T 03 MA 極低長寬比 NSTX National Spherical Torus Experiment 1999 平原鎮 Plainsboro Township 普林斯頓等離子體物理實驗室 085 m068 m 03 T 2 MA 研究球形託卡馬克理論 ET Electric Tokamak ETPD 1998 19992006 洛杉磯 加利福尼亞大學洛杉磯分校 5 m1 m 025 T 0045 當時最大的託卡馬克裝置 CDXU Current Drive ExperimentUpgrade LTX 20002005 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 03 m m 023 T 003 MA Study Lithium in plasma walls MAST MegaAmpere Spherical Tokamak MASTUpgrade 19971999 19992013 卡爾漢姆 Culham Centre for Fusion Energy 09 m06 m 055 T 14 MA 研究球形託卡馬克聚變 SST1 Steady State Superconducting Tokamak 2001 2005 甘地訥格爾 Institute for Plasma Research 11 m02 m 3 T 022 MA Produce a 1000s elongated double null divertor plasma EAST 20032006 2006 合肥 中國科學院合肥物質科學研究院 185 m04 5m 35 T 05 MA H 模式等離子體在 50 MK 時自持超過 100 s KSTAR 19982007 2008 大田廣域市 National Fusion Research Institute 18 m05 m 35 T 2 MA 全超導託卡馬克 LTX Lithium Tokamak Experiment 20052008 2008 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 04 m m 04 T 04 MA Study Lithium in plasma walls QUEST Spherical Tokamak 2008 春日市 Kyushu University 068 m04 m 025 T 002 MA 研究球形託卡馬克中的穩態等離子體 Kazakhstan Tokamak for Material testing KTM 20002010 2010 庫爾恰托夫 National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan 086 m043 m 1 T 075 MA Testing of wall and divertor ST25HTS 20122015 2015 卡爾漢姆 Tokamak Energy Ltd 025 m0125 m 01 T 002 MA 穩態等離子體 WEST Tungsten Environment in Steadystate Tokamak 20132016 2016 卡達拉舍 Département de Recherches sur la Fusion Contrôlée 25 m05 m 37 T 1 MA 主動冷卻超導託卡馬克 ST40 20172018 2018 卡爾漢姆 Tokamak Energy Ltd 04 m03 m 3 T 2 MA 首臺球形強場託卡馬克 JT60SA Japan Torus60 super advanced 20132020 2020 那珂 Japan Atomic Energy Research Institute 296 m118 m 225 T 55 MA Optimise plasma configurations for ITER and DEMO with full noninductive steadystate operation ITER 2013 2025 卡達拉舍 ITER Council 62 m20 m 53 T 15 MA Demonstrate feasibility of fusion on a powerplant scale with 500 MW fusion power DTT Divertor Tokamak Test facility 2022 弗拉斯卡蒂 ENEA 215 m070 m 6 T 6 MA Divertor design IGNITOR 2024 特羅伊茨克 車裡雅賓斯克州 ENEA 132 m047 m 13 T 11 MA Compact fustion reactor with selfsustained plasma and 100 MW of planned fusion power CFETR 2020 2030 中國科學院等離子體物理研究所 57 m 5 T 10 MA Bridge gaps between ITER and DEMO planned fusion power 1000 MW KDEMO 2037 National Fusion Research Institute 68 m21 m 7 T 12 MA Prototype for the development of commercial fusion reactors with around 2200 MW of fusion power DEMO 2031 2044 9 m3 m 6 T 20 MA Prototype for a commercial fusion reactor 仿星器 Device Name Status Construction Operation Type Location Organisation MajorMinor Radius Bfield Purpose Image Model A 19521953 1953 Figure8 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 03 m002 m 01 T First stellarator Model B 19531954 19541959 Figure8 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 03 m002 m 5 T Development of plasma diagnostics Model B2 Figure8 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 03 m002 m 5 T Model B3 1958 Figure8 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 04 m002 m 4 T Model B64 1955 Square 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 m005 m 18 T Model B65 Racetrack 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 Model B66 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 Wendelstein 1A 1960 Racetrack 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 035 m002 m 2 T ℓ3 Wendelstein 1B 1960 Racetrack 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 035 m002 m 2 T ℓ2 Model C ST 19571962 19621969 Racetrack 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 19 m007 m 35 T Found large plasma losses by Bohm diffusion L1 1963 19631971 Lebedev Lebedev Physical Institute 06 m005 m 1 T SIRIUS 1964 哈爾科夫 TOR1 1967 19671973 Lebedev Lebedev Physical Institute 06 m005 m 1 T TOR2 19671973 Lebedev 列別傑夫物理研究所 063 m0036 m 25 T Wendelstein 2A 19651968 19681974 Heliotron 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 05 m005 m 06 T Good plasma confinement Munich mystery Wendelstein 2B 1970 1971 Heliotron 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 05 m0055 m 125 T Demonstrated similar performance than tokamaks L2 1975 Lebedev Lebedev Physical Institute 1 m011 m 20 T WEGA HIDRA 19721975 19752013 Classical stellarator 格賴夫斯瓦爾德 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 072 m015 m 14 T Test lower hybrid heating Wendelstein 7A 19751985 Classical stellarator 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 2 m01 m 35 T First pure stellarator without plasma current HeliotronE 1980 Heliotron 22 m02 m 19 T HeliotronDR 1981 Heliotron 09 m007 m 06 T Auburn Torsatron 19841990 Torsatron 奧本 奧本大學 058 m014 m 02 T 19821988 19882002 Modular advanced stellarator 加興 MaxPlanckInstitut für Plasmaphysik 2 m013 m 26 T First Hmode in a stellarator in 1992 Compact Helical System CHS 1989 Heliotron 土岐 National Institute for Fusion Science 1 m02 m 15 T Compact Auburn Torsatron CAT 1990 19902000 Torsatron 奧本 奧本大學 053 m011 m 01 T Study magnetic flux surfaces H1NF 1992 Heliac 堪培拉 Research School of Physical Sciences and Engineering Australian National University 10 m019 m 05 T TJK TJIU 1994 Torsatron 基爾 斯圖加特大學 060 m010 m 05 T Teaching TJII 1991 1997 flexible Heliac 馬德里 National Fusion Laboratory Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas Ciemat 15 m028 m 12 T Study plasma in flexible configuration LHD Large Helical Device 19901998 1998 Heliotron 土岐 National Institute for Fusion Science 35 m06 m 3 T Determine feasibility of a stellarator fusion reactor HSX Helically Symmetric Experiment 1999 Modular quasihelically symmetric 麥迪遜 University of WisconsinMadison 12 m015 m 1 T investigate plasma transport Heliotron J Heliotron J 2000 Heliotron 京都 Institute of Advanced Energy 12 m01 m 15 T Study helicalaxis heliotron configuration Uragan2 M Heliotron Torsatron 哈爾科夫 National Science Center Kharkiv Institute of Physics and Technology NSC KIPT 17 m024 m 24 T Uragan3 Torsatron 哈爾科夫 National Science Center Kharkiv Institute of Physics and Technology NSC KIPT 10 m012 m 13 T Columbia Nonneutral Torus CNT 2004 Circular interlocked coils 紐約 哥倫比亞大學 03 m01 m 02 T Study of nonneutral plasmas Quasipoloidal stellarator QPS httpqpsfedornlgovpvrpdfqpsentirepdf 20012007 Modular 橡樹嶺 橡樹嶺國家實驗室 09 m033 m 10 T Stellarator research NCSX National Compact Stellarator Experiment 20042008 Helias 普林斯頓 普林斯頓等離子體物理實驗室 14 m032 m 17 T Highβ stability Compact Toroidal Hybrid CTH 2007 Torsatron 奧本 奧本大學 075 m02 m 07 T Hybrid stellaratortokamak HIDRA Hybrid Illinois Device for Research and Applications 20132014 WEGA 2014 厄巴納 伊利諾伊州 University of Illinois at Urbana Champaign 072 m019 m 05 T 仿星器和託卡馬克合二為一的裝置 UST_2 2013 2014 modular three period quasiisodynamic 馬德里 Charles III University of Madrid 029 m004 m 0089 T 3D printed stellarator Wendelstein 7X 19962015 2015 Helias 格賴夫斯瓦爾德 馬克斯 普朗克等離子體物理研究所 55 m053 m 3 T Steadystate plasma in fully optimized stellarator SCR1 Stellarator of Costa Rica 20112015 2016 Modular 卡塔戈 Instituto Tecnológico de Costa Rica 014 m0042 m 0044 T RFX ReversedField eXperiment Consorzio RFX Padova Italy MST Madison Symmetric Torus 威斯康星大學麥迪遜分校，United States T2R Royal Institute of Technology Stockholm Sweden TPERX AIST Tsukuba Japan KTX Keda Torus eXperiment in China since 2015 磁鏡 Baseball IBaseball II 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，利弗莫爾，加利福尼亞州。 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，利弗莫爾，加利福尼亞州。 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，利弗莫爾，加利福尼亞州。 阿卡傑姆戈羅多克，俄羅斯。 C2 C2U Tri Alpha Energy C3 under construction Tri Alpha Energy LSX 華盛頓大學 IPA 華盛頓大學 HF 華盛頓大學 IPAHF 華盛頓大學 Open field lines Plasma pinch Trisops 2 facing thetapinch guns 懸浮偶極 懸浮偶極 LDX MIT 哥倫比亞大學，United States 慣性約束 雷射驅動 當前或正在建設的實驗設施 固態雷射器 National Ignition Facility NIF at LLNL in California US Laser Mégajoule of the Commissariat à lÉnergie Atomique in Bordeaux France under construction OMEGA EL Laser at the Laboratory for Laser Energetics Rochester US Gekko XII at the Institute for Laser Engineering in Osaka Japan ISKRA4 and ISKRA5 Lasers at the Russian Federal Nuclear Center VNIIEF Pharos laser 2 beam 1 kJpulse IR NdGlass laser at the Naval Research Laboratories Vulcan laser at the central Laser Facility Rutherford Appleton Laboratory 26 kJpulse IR Ndglass laser Trident laser at LANL 3 beams total 2 x 400 J beams 100 ps 1 us 1 beam 100 J 600 fs 2 ns 氣體雷射器 NIKE laser at the Naval Research Laboratories Krypton Fluoride gas laser PALS formerly the Asterix IV at the Academy of Sciences of the Czech Republic 1 kJ max output iodine laser at 1315 micrometre fundamental wavelength 已拆除實驗設施 固態雷射器 4 pi laser built during the mid 1960s at Lawrence Livermore National Laboratory Long path laser built at LLNL in 1972 The two beam Janus laser built at LLNL in 1975 The two beam Cyclops laser built at LLNL in 1975 The two beam Argus laser built at LLNL in 1976 The 20 beam Shiva laser built at LLNL in 1977 24 beam OMEGA laser completed in 1980 at the University of Rochesters Laboratory for Laser Energetics The 10 beam Nova laser dismantled at LLNL First shot taken December 1984 final shot taken and dismantled in 1999 氣體雷射器 Single Beam System or simply 67 after the building number it was housed in a 1 kJ carbon dioxide laser at Los Alamos National Laboratory Gemini laser 2 beams 25 kJ carbon dioxide laser at LANL Helios laser 8 beam 10 kJ carbon dioxide laser at LANL Media at Wikimedia Commons Antares laser at LANL 40 kJ CO2 laser largest ever built production of hot electrons in target plasma due to long wavelength of laser resulted in poor laserplasma energy coupling Aurora laser 96 beam 13 kJ total krypton fluoride KrF laser at LANL Sprite laser few joulespulse laser at the Central Laser Facility Rutherford Appleton Laboratory Z 箍縮 Z Pulsed Power Facility ZEBRA device at the University of Nevadas Nevada Terawatt Facility Saturn accelerator at Sandia National Laboratory MAGPIE at Imperial College London COBRA at Cornell University PULSOTRON 慣性靜電約束 Fusor Polywell 磁化靶聚變 FRXL FRCHX General Fusion under development LINUS project 參考資料 Category 聚變能