英國原子能管理局(UKAEA)在英國牛津郡的庫勒姆聚變能源中心(CCFE)進行的新的MAST升級實驗的初步結果表明，創新的排氣系統的有效性使緊湊的聚變電廠在商業上可行。新的排氣系統-稱為Super-X偏濾器-旨在在足以使其材料能夠承受的低溫下將等離子從機器中排出，這意味著組件可以使用更長的時間。

MAST升級球形托卡馬克的內部(圖片來源：UKAEA)

使用稱為“托卡馬克”的機器，聚變電站將加熱氣體或“等離子”，使各種類型的氫燃料融合在一起，釋放出可以發電的能量。商業化托卡馬克的關鍵挑戰是去除聚變反應過程中產生的多余熱量。如果沒有能夠處理這種高溫的排氣系統，則必須定期更換材料-極大地影響了發電廠的運行時間。

從2020年10月開始運行的MAST Upgrade進行的測試表明，Super-X系統的材料發熱量至少降低了十倍。該系統旨在通過在較長的排氣路徑上引導微粒離開等離子體來冷卻微粒。

CCFE說：“這是實現聚變電廠的游戲規則，聚變電廠可以提供負擔得起的高效電力。”

它說，Super-X偏濾器系統將使未來的商用托卡馬克機的組件使用壽命更長，從而大大提高了發電廠的可用性，改善了其經濟可行性并降低了聚變電力的成本。

UKAEA MAST Upgrade的首席科學家安德魯·柯克(Andrew Kirk)表示：“這些結果令人贊嘆。這是我們UKAEA團隊一直致力于將近十年的時刻。” “我們建造了MAST Upgrade來解決緊湊型聚變電站的排氣問題，并且有跡象表明我們已經成功。

“ Super-X可以將排氣系統的熱量從噴燈的位置降低到汽車發動機中發現的水平。這可能意味著在發電廠的整個使用壽命期間只需更換一次即可。這是至關重要的英國計劃在2040年代初將一個聚變電站并網發電，并將聚變中的低碳能源帶到世界上。”

UKAEA在昨天的MAST升級設施的正式開幕儀式上宣布了這一結果，名譽來賓，英國宇航員蒂姆·皮克(Tim Peake)在機器上進行了等離子體測試，從而創造了自己的人造“星”。

MAST升級版基于最初的MAST(巨型安培球形托卡馬克)機器，該機器運行于2000年至2013年。它已經過重建，以實現更高的性能-更長的脈沖，增加的加熱功率和更強的磁場。該項目由英國商業，能源與工業戰略部，工程與物理科學研究委員會以及EUROfusion財團資助。

MAST Upgrade將是英國原型聚變電廠的前身-能源生產用球形托卡馬克(STEP)-將于2040年完工。UKAEA正在設計STEP，其初始投資為2.2億英鎊(3.12億美元)，由英國政府和美國政府資助。基于MAST Upgrade的球形托卡馬克融合概念。

由《世界核新聞》研究和撰寫