经过长达七年的开发，英国的一座实验聚变反应堆目前已成功启动，实现了“第一个等离子体”：确认其所有组件可以协同工作，将氢气加热到物质的等离子体相。
这种转变——上周由一台名为桅杆升级位于牛津郡卡勒姆 - 是核能运转的基本要素聚变反应堆，这是科学家几十年来一直试图实现的梦想。
在，两个或多个较轻元素的原子核融合成更重的原子核，并释放能量。 这种现象发生在太阳的中心，如果我们能够在地球上以足够的规模重现并维持相同的反应，我们将获得清洁、几乎无限的低碳能源的回报。
MAST 升级托卡马克的艺术想象图。 （CCFE/UKAEA）
虽然我们还没有完全实现这一目标，但 MAST 升级的成功完成和首次试运行是这一过程中的一个重要里程碑。 原本的MAST（巨型放大器球形托卡马克）设施从 1999 年运行到 2013 年，其继任者从那时起就一直在开发中，因此它是一个重要的概念验证。
英国科学部长阿曼达·索洛韦表示：“我们希望英国成为聚变能源领域的世界领导者，并充分利用其作为可持续数百年的清洁能源的惊人潜力。”在一份声明中说。
“为 MAST 升级设备供电是此次国家核聚变实验的一个里程碑式的时刻，使我们朝着建造英国第一个核聚变实验的目标又近了一步。到 2040 年建厂。”
聚变反应堆需要某种装置来利用等离子体中发生的反应。托卡马克- 使用磁场来容纳聚变反应产生的等离子体的圆形装置 - 是此类装置的领先设计之一。
长期以来，托卡马克采用甜甜圈形状的配置，但像 MAST Upgrade 这样的新设备是更先进的例子球形托卡马克设计，预计将在效率和性能方面提供许多好处。
MAST Upgrade 由英国原子能管理局 (UKAEA) 旗下卡勒姆聚变能源中心 (CCFE) 运营，也需要所有这些优势。 既然已经投入运行，聚变实验在未来几年内将面临一些相当大的挑战。
其中首要的是排热。 聚变反应堆产生的热量令人难以置信，可能会损坏反应堆的组件。 为了解决这个问题，MAST Upgrade 将试验一种新型排气系统，称为“Super-X 偏滤器”，旨在减少离开等离子体的粒子产生的热量和电力负荷。
如果偏滤器成功，它可以提供10倍热量减少与之前可能实现的技术相比，这可能足以使聚变反应堆成为未来发电厂中具有成本效益的技术。
这是一个很大的假设，但关于聚变反应堆的一切都很大，而 MAST 升级——尽管是一个花了七年时间建造的庞大项目——只是整个难题的一小部分。
该设备实际上是一个更大项目的试运行，用于能源生产的球形托卡马克(STEP)，这将是英国第一座原型聚变发电厂，预计将于 2040 年完工。
与此同时，研究人员从 MAST Upgrade 中学到的东西也将为另一项大规模冒险提供信息：世界上最大的核聚变实验，称为国际热核实验堆（国际热核实验堆）。
ITER 目前正在法国南部组装，来自 30 多个国家的数千名科学家参与其中。 它已经规划多年，比原计划晚了大约五年，但是当项目完成时（估计成本约为650亿美元），ITER 将是我们迄今为止最好的机会，证明核聚变产生的能量可以通过人类双手加以利用。
距离这一发现可能还需要数年时间，但 MAST 升级是我们实现这一目标的一大进步。
“ITER是下一代聚变装置，”解释CCFE 物理学家安德鲁·桑顿。
“MAST Upgrade 将通过提供我们在这里进行的实验数据来支持它，以指导未来如何运行该机器。”
