Mega Amperowy Tokamak Sferyczny - Mega Ampere Spherical Tokamak

Współrzędne : 51°39′33″N 1°13′50″W / 51,65917°N 1,23056°W / 51.65917; -1,23056

MASZT
Mega-amperowy tokamak sferyczny
MASZT plazmowy image.jpg
Plazma w reaktorze MAST
Rodzaj urządzenia Tokamak sferyczny
Lokalizacja Culham , Oxfordshire , Wielka Brytania
Przynależność Centrum Energii Fuzyjnej w Culham
Specyfikacja techniczna
Główny promień ~ 0,9 m (2 stopy 11 cali)
Mały promień ~ 0,6 m (2 stopy 0 cali)
Objętość plazmy 8  m 3
Pole magnetyczne 0,55 T (5500 G)
Moc grzewcza 5  MW
Prąd plazmowy 1,3  MA
Historia
Data(-y) budowy 1997
Rok (lata) działalności 1999–2013
Poprzedzony Mały, ciasny tokamak (START)
zastąpiony przez Ulepszenie MASZTU

Mega Ampere Spherical Tokamak ( MAST ) był eksperymentem fuzji jądrowej , testującym sferyczny tokamakowy reaktor fuzji jądrowej , zleconym przez EURATOM / UKAEA . Pierwotny eksperyment MAST miał miejsce w Culham Center for Fusion Energy w Oxfordshire w Anglii od grudnia 1999 do września 2013. Kolejny eksperyment o nazwie MAST Upgrade rozpoczął działalność w 2020 roku.

Projekt

Kulisty tokamak ma bardziej kształt wydrążonego jabłka niż konwencjonalny toroidalny wzór w kształcie pączka, używany w eksperymentach takich jak ITER . Tokamaki sferyczne efektywniej wykorzystują pole magnetyczne.

MAST zawierał wtryskiwacz z wiązką neutralną do ogrzewania plazmowego. Wykorzystano technikę kompresji scalającej do tworzenia plazmy zamiast konwencjonalnej bezpośredniej indukcji. Kompresja scalająca oszczędza centralny strumień elektromagnesu , który można następnie wykorzystać do zwiększenia prądu plazmy i/lub utrzymania wymaganego prądu flat-top.

Objętość plazmy MAST wynosiła około 8 metrów sześciennych. Ograniczyła plazmy o gęstościach rzędu 10 20 /m 3 .

Plazma MAST miała prawie okrągły profil zewnętrzny. Rozszerzenia na górze i na dole to plazma płynąca do dywertorów pierścieniowych , co jest kluczową cechą nowoczesnych konstrukcji tokamaków.

Eksperymenty

MAST potwierdził zwiększoną wydajność operacyjną tokamaków sferycznych, wykazując wysoki współczynnik beta (stosunek ciśnienia plazmy do ciśnienia z ograniczającego pola magnetycznego). W ramach projektu MAST przeprowadzono eksperymenty dotyczące kontrolowania i łagodzenia niestabilności na krawędzi plazmy – tak zwanych trybów zlokalizowanych na krawędzi lub ELM.

Historia

MASZT

MAST został zaprojektowany, aby potwierdzić wyniki wcześniejszego eksperymentu Small Tight Aspect Ratio Tokamak (START) (1990-1998) w większym, bardziej celowym eksperymencie.

Faza projektowania MAST obejmowała lata 1995-1997, budowa rozpoczęła się w 1997 roku, a pierwsza plazma uzyskana w 1999 roku.

W ciągu swojego życia MAST wyprodukował 30 471 plazmy (w impulsach do 0,5 s). W październiku 2013 r. reaktor został zamknięty z powodu modernizacji do MAST Upgrade.

Ulepszenie MASZTU

MAST Upgrade jest następcą eksperymentu MAST, również w Culham Centre. Modernizacja, która kosztowała 45 milionów funtów, rozpoczęła się w 2013 roku i miała znacznie przekroczyć moc grzewczą MAST, prąd plazmy, pole magnetyczne i długość impulsu.

MAST Upgrade rozpoczął działalność 29 października 2020 r.

Jedną z najbardziej godnych uwagi funkcji MAST Upgrade jest divertor Super-X. Odwracacz usuwa nadmiar ciepła i zanieczyszczenia z plazmy. Konwencjonalne projekty dywertorów, w skali elektrowni, będą narażone na wysokie obciążenia cieplne i będą wymagały regularnej wymiany. Oczekiwano, że dywertor Super-X będzie wytwarzał obciążenia cieplne, które są około dziesięciokrotnie mniejsze i początkowo był postrzegany jako skuteczny.

Tokamak sferyczny do produkcji energii

Projektowanie nowej generacji tokamaka sferycznego do produkcji energii (STEP) rozpoczęło się w 2019 r. z budżetem rządowym w wysokości 220 milionów funtów. Plan ma rozpocząć działalność w latach 40. XX wieku. Obecny plan nie obejmuje instalacji do wytwarzania trytu.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki