英國聚變反應堆從「甜甜圈」升級為「蘋果」

2020-11-02 光明網

MAST內等離子體的計算機模擬圖。圖片來源：UKAEA

本報訊據《科學》報導，經過7年建造，英國改造後的聚變反應堆——兆安球形託卡馬克（MAST）的升級版，日前首次啟動。這個價值5500萬英鎊的裝置未來將作為所有核聚變反應堆關鍵技術的測試平臺，並可能為新能源生產設施的設計提供跳板。

託卡馬克通過將輕元素融合在一起產生能量。這些甜甜圈形狀的容器含有超熱的氫同位素電離氣體或等離子體，它受到強大磁鐵的約束，並被微波和粒子束加熱。

MAST是標準託卡馬克的變體，它的形狀更像一個帶核的蘋果而不是甜甜圈。研究人員認為，這種形狀比環形託卡馬克更能保證等離子體的穩定性，但與傳統設計相比，人們對其了解較少。

從1999年開始，MAST首次對這一概念進行了大規模的測試，現在已經在額外加熱功率、從等離子體中提取熱量技術等方面進行了升級。

美國普林斯頓等離子體物理實驗室的一項被稱為國家球面環面實驗（NSTX）的類似設施，也同樣進行了升級。然而，在2016年重啟後不久，NSTX就遭遇了磁鐵故障，目前正在重建。

英國研究人員希望MAST的升級版能夠展示出足夠的性能改進，從而推進建設球形託卡馬克示範電站計劃。去年開始，他們在政府2.2億英鎊的資助下，著手設計用於能源生產的球形託卡馬克，並希望在2040年啟動新一代裝置。（文樂樂）

來源： 《中國科學報》

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