上周，经过漫长的7年发展，英国牛津郡Culham的一台名为MAST Upgrade的机器为实验性核聚变反应堆成功通电，制造出了"首团等离子体"：证实所有组件可以共同工作，将氢气加热至等离子体态。

在核聚变中，两种或两种以上轻元素的原子核融合成一个较重的原子核，并释放能量。太阳的能量就来自中心的核聚变，如果我们能在地球上以足够的规模重现并维持同样的聚变反应，就能收获几乎无限的清洁能源。

当然，我们还未走到那一步，但MAST Upgrade的成功和首次试运行是旅程中的重要里程碑。最初的MAST(著名的托卡马克装置)从1999年运行到2013年。

"我们希望英国成为核聚变能源技术的世界领导者，并利用其作为清洁能源的惊人潜力。"英国科学部部长阿曼达·索洛维在声明中说，"MAST Upgrade装置通电是这个国家核聚变实验的一个里程碑式的时刻，使我们朝着在2040年之前建造英国第一座核聚变电站的目标又迈进了一步。"

核聚变反应堆需要某种装置来控制等离子体。托卡马克(Tokamaks)——利用磁场遏制聚变反应产生的等离子体的圆圈形装置——是被寄予厚望的设计之一。

长期以来，托卡马克采用的是甜甜圈形状的配置，但像MAST Upgrade这样的新设备是更先进的球形设计，预计将在效率和性能方面带来许多好处。

MAST Upgrade由英国原子能管理局(UKAEA)下属的Culham聚变能源中心(CCFE)运营。现在它已开始运作，聚变实验在未来几年内还要攻克一堆瓶颈。

其中首当其冲的就是排热问题。聚变反应堆会产生令人难以置信的热量，会损坏反应堆的部件。为了解决这个问题，MAST Upgrade将试验一种名为"Super-X分流器"的新型排气系统，旨在减少离开等离子体的粒子所产生的热量和功率负荷。

如果分流器成功，与之前相比，它可以提高10倍的散热效率，这可能足以使聚变反应堆成为正收益供电技术。

关于核聚变反应堆的一切都很大，MAST Upgrade——尽管是一个耗时7年的巨大项目，但也只是整个拼图的一小部分。

在它之上，还有一个更大项目的将启动试运行，即能源生产球形托卡马克(STEP)，这将是英国第一个原型核聚变电站，预计将于2040年完成。

与此同时，研究人员从MAST Upgrade中学到的东西也将为另一个大规模的试运行提供参考信息：世界上最大的核聚变实验，被称为国际热核实验反应堆(ITER)。

ITER目前正在法国南部进行组装，来自30多个国家的数千名科学家参与其中。它已经规划了多年，比计划晚了5年，但当项目完成后(估计成本约650亿美元)，ITER将是向我们展示核聚变价值的最好机会。

我们可能离这一天还有好几年的时间，但MAST Upgrade是我们向这一目标迈出的一大步。

"ITER是下一代核聚变装置，"CCFE物理学家Andrew Thornton解释道，"MAST Upgrade为我们提供实验数据，以指导未来如何运行该装置。"

https://www.sciencealert.com/huge-fusion-experiment-achieves-first-plasma-in-landmark-step-towards-clean-energy

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