英国核聚变反应堆从"甜甜圈"升级为"苹果

据"科学"杂志报道，经过七年的建设，英国改良后的聚变反应堆--巨型球形托卡马克(MAST)--几天前首次发射。

GB 5500万装置将作为未来核聚变反应堆关键技术的测试平台，也将为变电站的设计提供新的思路。

聚变是一种核反应，它将较轻的核聚集成较重的核，托卡马克是几十年来研究核聚变的主流方法。传统的托卡马克是一种包含超热电离气体(等离子体)-氢同位素氘和氚的圆形装置。等离子体作为核聚变反应的"燃料"，受到强磁场的限制，受到微波和粒子束的加热。

作为全球核聚变梦想的一个焦点，正在法国建造的ITER也是一个巨大的托卡马克装置。ITER的托卡马克反应堆模型

这幅画的紫色发光部分是等离子体。

桅杆是标准托卡马克的变体。它的形状更像一个有核的苹果，而不是甜甜圈。研究人员认为，升级后的装置比以前的环形装置更能保证等离子体的稳定性。

自1999年以来，MAST首次大规模测试了这一新概念，现在已经在额外的加热功率、等离子体热提取技术等方面进行了升级。普林斯顿等离子体物理实验室(普林斯顿等离子体物理实验室，简称NSTX)的一个类似设施也得到了升级。然而，2016年重启后不久，NSTX就出现了磁铁故障，目前正在重建中。

英国研究人员希望，升级版的桅杆将显示出足够的性能改进，以推进球形托卡马克示范电站的建设。自去年以来，他们已着手设计一个球形托卡马克示范厂，由英国政府出资2.2亿英镑(约合19亿元人民币)，并希望在2040年启动新一代电站。