西班牙科学家首次让球形托卡马克装置产生等离子体

本站 1 月 23 日消息，西班牙球形托卡马克实验装置 SMART 有着全球独一无二的球形设计。该项目有望推动基于球形托卡马克的紧凑型聚变发电厂的发展。

SMART 即小环径比球形托卡马克（SMall Aspect Ratio Tokamak），由塞维利亚大学等离子体科学与聚变技术实验室设计、建造和运营。

其项目研究员表示，SMART 能为未来紧凑型聚变反应堆提供优异的聚变性能和功率处理能力。SMART 装置首次成功产生了托卡马克等离子体，相关研究成果已于 2025 年 1 月 6 日发表在新一期《核聚变》杂志上（本站附 DOI:10.1038/s41567-024-02715-6）。

一个关于三角形的问题

我们通常用三角形度来描述等离子体相对于托卡马克的形状。托卡马克中等离子体的横截面，通常呈现为英文大写字母 D 的形状。

当 D 的直线部分面向托卡马克中心时，被称为正三角形度，大多数托卡马克以正三角形度运行；而当等离子的弯曲部分面向中心时，则称为负三角形度。

负三角形度等离子体形状性能优异，能抑制将粒子和能量从等离子体中排出的不稳定性，防止对托卡马克壁造成严重破坏。

此外，负三角形度还具有令人瞩目的功率处理能力。它拥有更大的偏滤器区域，便于分散废热，有利于未来更紧凑、更高效的聚变发电厂的工程设计。

SMART 是首个以聚变温度运行采用负三角形度等离子体的紧凑型球形托卡马克，其目标是提供最紧凑设计的物理和工程基础，以能够为高场球形托卡马克与负三角形度相结合的聚变发电厂使用。