《兆安培球形托卡马克升级完成》

  • 来源专题:重大科技基础设施领域知识集成服务平台
  • 编译者: 魏韧
  • 发布时间:2021-03-16
  • 兆安培球形托卡马克(MAST)升级受商业、能源和工业战略部与工程和物理科学研究委员会(EPSRC)的资助,为期7年,耗资5500万英镑。这项实验将解答核聚变技术发展中的关键问题,具有提供丰富的低碳电力的潜力。
    位于英国原子能机构(UKAEA)Culham科学中心的新装置已经产生“第一个等离子体”,这意味着该装置能够产生大量带电的气体等离子体。
    MAST升级版将是世界上第一个克服聚变能源“等离子体排放物”(Plasma exhaust)技术障碍的系统,即在不熔化机器表面的情况下,释放多余的热量。科学家们将在MAST升级版上测试名为“超级X偏滤器”的新型排气系统。其设计目的为让等离子体排出机器时的温度降到材料可以承受的程度,从而延长组件的使用时间。
    MAST升级版确保了英国在核聚变领域的领先地位,这对实现UKAEA在2040年前建造聚变发电厂的目标至关重要。

  • 原文来源:https://www.ukri.org/news/major-milestone-for-fusion-as-experiment-goes-into-operation/
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    • 10月29日,英国政府宣布耗资5500万英镑建设的“升级版兆安培球形托卡马克”(MAST-U)装置在一次测试中成功产生了等离子体 ,标志着英国的核聚变研究取得了重要进展。 MAST-U装置是在MAST装置基础上升级而来,可用来测试核聚变发电站原型的反应堆系统。MAST-U装置的成功启动将有力推进英国正在进行的“用于能源生产的球形托卡马克”(STEP)计划,该计划的目标是在2040年前建设一个紧凑型核聚变发电站。STEP计划初期投入了2.2亿英镑,计划在2024年前基于MAST-U装置进行球形托卡马克发电站的概念设计,以探索小型核聚变发电站的可行路径。英国将在MAST-U装置中测试名为“Super-X偏滤器”的新型排气系统,该系统目的是在足够低的温度下将等离子体从设施中导出,降低热功率负载以达到材料可承受的温度,进而延长组件的使用时间。利用该系统可使到达聚变堆设施内表面的热量降至原来的1/10,因此可能会改变未来核聚变发电站的长期运行能力。除此以外,MAST-U装置还将支持国际热核聚变实验堆(ITER)的研究工作。
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    • 科技日报北京1月22日电 (记者张佳欣)小环径比球形托卡马克(SMART)装置首次成功产生了托卡马克等离子体。这一进展使通过受控核聚变反应实现可持续、清洁且几乎无限的能源又近了一步。该研究成果发表在新一期《核聚变》杂志上。 SMART是由西班牙塞维利亚大学等离子体科学与聚变技术实验室设计、建造和运营的最先进的实验装置。灵活的造型使SMART成为全球独一无二的球形托卡马克。该项目有望推动基于球形托卡马克的紧凑型聚变发电厂的发展。项目研究员表示,SMART能为未来紧凑型聚变反应堆提供优异的聚变性能和功率处理能力。 三角形度是指等离子体相对于托卡马克的形状。托卡马克中等离子体的横截面,通常呈现为英文大写字母D的形状。当D的直线部分面向托卡马克中心时,被称为正三角形度,大多数托卡马克以正三角形度运行。而当等离子的弯曲部分面向中心时,则称为负三角形度。 负三角形度等离子体形状性能优异,能抑制将粒子和能量从等离子体中排出的不稳定性,防止对托卡马克壁造成严重破坏。此外,负三角形度还具有令人瞩目的功率处理能力。它拥有更大的偏滤器区域,便于分散废热,有助于未来紧凑型聚变发电厂的工程设计。 SMART是首个以聚变温度运行、采用负三角形度等离子体的紧凑型球形托卡马克。其目标是提供最紧凑设计的物理和工程基础,以能够为高场球形托卡马克与负三角形度相结合的聚变发电厂使用。