英国原子能管理局(UKAEA)在英国牛津郡的库勒姆聚变能源中心(CCFE)进行的新的MAST升级实验的初步结果表明，创新的排气系统的有效性使紧凑的聚变电厂在商业上可行。新的排气系统-称为Super-X偏滤器-旨在在足以使其材料能够承受的低温下将等离子从机器中排出，这意味着组件可以使用更长的时间。
MAST升级球形托卡马克的内部(图片来源：UKAEA)
使用称为“托卡马克”的机器，聚变电站将加热气体或“等离子”，使各种类型的氢燃料融合在一起，释放出可以发电的能量。商业化托卡马克的关键挑战是去除聚变反应过程中产生的多余热量。如果没有能够处理这种高温的排气系统，则必须定期更换材料-极大地影响了发电厂的运行时间。
从2020年10月开始运行的MAST Upgrade进行的测试表明，Super-X系统的材料发热量至少降低了十倍。该系统旨在通过在较长的排气路径上引导微粒离开等离子体来冷却微粒。
CCFE说：“这是实现聚变电厂的游戏规则，聚变电厂可以提供负担得起的高效电力。”
它说，Super-X偏滤器系统将使未来的商用托卡马克机的组件使用寿命更长，从而大大提高了发电厂的可用性，改善了其经济可行性并降低了聚变电力的成本。
UKAEA MAST Upgrade的首席科学家安德鲁·柯克(Andrew Kirk)表示：“这些结果令人赞叹。这是我们UKAEA团队一直致力于将近十年的时刻。” “我们建造了MAST Upgrade来解决紧凑型聚变电站的排气问题，并且有迹象表明我们已经成功。
“ Super-X可以将排气系统的热量从喷灯的位置降低到汽车发动机中发现的水平。这可能意味着在发电厂的整个使用寿命期间只需更换一次即可。这是至关重要的英国计划在2040年代初将一个聚变电站并网发电，并将聚变中的低碳能源带到世界上。”
UKAEA在昨天的MAST升级设施的正式开幕仪式上宣布了这一结果，名誉来宾，英国宇航员蒂姆·皮克(Tim Peake)在机器上进行了等离子体测试，从而创造了自己的人造“星”。
MAST升级版基于最初的MAST(巨型安培球形托卡马克)机器，该机器运行于2000年至2013年。它已经过重建，以实现更高的性能-更长的脉冲，增加的加热功率和更强的磁场。该项目由英国商业，能源与工业战略部，工程与物理科学研究委员会以及EUROfusion财团资助。
MAST Upgrade将是英国原型聚变电厂的前身-能源生产用球形托卡马克(STEP)-将于2040年完工。UKAEA正在设计STEP，其初始投资为2.2亿英镑(3.12亿美元)，由英国政府和美国政府资助。基于MAST Upgrade的球形托卡马克融合概念。
由《世界核新闻》研究和撰写
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