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一支国际科研队伍10月15日在英国原子能机构的卡勒姆中心启动了一项重大的聚变物理实验项目，他们将利用那里的先进设备——兆安球形托卡马克(MAST Upgrade)，来进行后续一系列紧凑而高效的实验。
在未来的100天里，英国国家聚变能源实验室将与来自全球37个机构的100多名科学家合作，进行MAST Upgrade的第四轮聚变物理实验。
科学家们计划进行50多次实验，这是MAST Upgrade在一次实验活动中进行的最大数量，以产生多达1600次等离子体脉冲。脉冲指的是等离子体被限制在聚变能源机器内部容器中的持续时间。
MAST：商业聚变物理的世界顶级研究
今年，MAST Upgrade的操作系统得到了重大增强，包括增加了一个低温装置。
该设施生产并分配磁铁、热屏蔽和低温泵所需的冷却能力，以降低机器内部容器的压力并提高等离子体的温度。
英国原子能机构和工程与物理科学研究委员会为这项500万英镑的增强项目提供了资金。
配备世界一流诊断设备的MAST Upgrade可以进行广泛的测量，支持旨在实现可持续聚变物理的广泛研究计划。
为了实现聚变，需要聚变燃料以及高温高压的密闭环境。
MAST Upgrade的研究成果对于推进全球对聚变物理的认识至关重要。
MAST Upgrade是一款设计成苹果核形状的紧凑型聚变机器，与其他环形托卡马克不同。它使用氘燃料(氢的同位素)进行真实世界的实验，以测试等离子体科学理论。
这将是MAST Upgrade的第四次科学活动，将重点关注以下两个领域：
最大化核心等离子体压力以确定对等离子体特性的影响。
了解控制等离子体排气的方法。
推进聚变物理学知识
MAST Upgrade在为英国原型聚变能源发电厂——位于诺丁汉郡西伯顿的球形托卡马克能源生产(STEP)的设计提供基础方面发挥了关键作用。
实验将使MAST Upgrade在更高的温度下运行，创造出更接近未来机器，如STEP预期的条件。
英国原子能机构MAST Upgrade科学负责人詹姆斯·哈里森表示：“这将是MAST Upgrade迄今为止开展的最激动人心的科学活动，其明确重点是了解如何限制和稳定高性能聚变等离子体，同时确保有效的功率消耗。”
MAST Upgrade因解决了聚变的一大难题——等离子体废气，即从等离子体中逸出的强烈热量——而闻名于聚变行业。
等离子体科学与聚变操作主任富尔维奥·米利特洛博士解释说：“先前的结果已经证明了MAST Upgrade创新的Super-X偏滤器的有效性，其可将排气温度降低10倍，而不会影响热芯等离子体。”
他总结道：“MAST Upgrade的第四轮实验将通过深化对未来托卡马克设计和聚变电厂的理解和优化来加速我们的科学进展，使我们向商业聚变物理迈进一步。”
关于MAST Upgrade
MAST Upgrade(Mega Amp Spherical Tokamak Upgrade)，即兆安球形托卡马克升级版。该装置核心参数为：大半径0.85m，小半径0.65m，等离子体电流2MA，中心环向磁场强度0.75T。在2020年启动的一次实验中，使用其全球首创的Super-X偏滤器，成功将高温等离子体废气从聚变设施中排出，使托卡马克装置反应堆内壁的废热负荷降至原来的1/10，从而延长材料使用时间，大幅提升其可用性的同时降低聚变能发电的成本。
