英国托卡马克能源公司1兆瓦回旋管通过ST40现场验收测试
2026-08-03 14:36
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维度网讯,英国托卡马克能源公司(Tokamak Energy)已完成高场球形托卡马克ST40新型回旋管系统的现场验收测试,对射频(RF)加热系统性能进行了验证。回旋管随后将安装到ST40装置上。

该回旋管由京都聚变工程公司(Kyoto Fusioneering)为托卡马克能源历时18个月建造,将输出高功率电磁波,用于控制和加热氢等离子体,后者温度比太阳中心高出数倍。回旋管还承担等离子体电流的启动与驱动。测试中,它在104 GHz和137 GHz两个频率下均实现可靠的1 MW输出,最长脉冲达两秒,并通过了可重复性、调制、功率控制及模式纯度测试,满足聚变实验对持续性能的要求。

接下来,团队将重点准备发射器、镜面偏振器、传输线和控制系统,随后在ST40上完成安装与调试。投运后,回旋管将为ST40提供额外加热和电流驱动,支撑更高性能等离子体,并用于等离子体加热、电流驱动、启动及爬升场景的实验。

该项目属于托卡马克能源与英国聚变能源公司(UKFE)的合作内容,目的是为英国STEP计划积累知识与能力。STEP(球形托卡马克能源生产)是英国政府旗舰计划,目标在2040年前设计并建成一座聚变原型电厂。ST40是STEP的主要物理测试平台,工程师可在上面测试实际磁位形、等离子体稳定性与线圈受力,相比仅靠软件模拟可大幅缩短工程验证周期。

回旋管还将在LEAPS计划中发挥关键作用。LEAPS(Lithium Evaporations to Advance PFCs in ST40)是托卡马克能源的ST40升级计划,聚焦锂系统,由美国能源部(DOE)与英国能源安全与净零排放部(DESNZ)共同出资,是一项耗资5200万美元的公私合作升级项目。

托卡马克能源计划在ST40上同时使用现有中性束加热与回旋管加热,以掌握回旋管工作原理和控制系统需求,并找到两种加热方式的最佳平衡。

京都聚变工程的等离子体加热专家已驻留托卡马克能源牛津郡总部,支持安装、调试和系统测试。两家公司都是FAST(先进超导托卡马克聚变)项目核心参与方。FAST是由Starlight Engine领导的产学研合作项目,目标是在2030年代于日本演示净聚变功率。

在FAST框架下,托卡马克能源提供高温超导(HTS)磁体与托卡马克设计专长,京都聚变工程负责电厂工程与等离子体设计。京都聚变工程在英国雷丁设有设施,以卡勒姆园区为主要枢纽;双方地理邻近,又同英国原子能管理局(UKAEA)等公共项目有共同参与,这为合作提供了便利。托卡马克能源另设子公司Tokamak Energy KK,负责对接京都聚变工程及其他日本机构,协调全球供应链

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