小環(huán)徑比球形托卡馬克（SMART）裝置首次成功產(chǎn)生了托卡馬克等離子體。這一進展使通過受控核聚變反應(yīng)實現(xiàn)可持續(xù)、清潔且?guī)缀鯚o限的能源又近了一步。該研究成果發(fā)表在新一期《核聚變》雜志上。
▲SMART的第一個托卡馬克等離子體，用可見光譜范圍內(nèi)的快速取景相機記錄下來。圖片來源：西班牙塞維利亞大學(xué)
SMART是由西班牙塞維利亞大學(xué)等離子體科學(xué)與聚變技術(shù)實驗室設(shè)計、建造和運營的最先進的實驗裝置。靈活的造型使SMART成為全球獨一無二的球形托卡馬克。該項目有望推動基于球形托卡馬克的緊湊型聚變發(fā)電廠的發(fā)展。項目研究員表示，SMART能為未來緊湊型聚變反應(yīng)堆提供優(yōu)異的聚變性能和功率處理能力。
三角形度是指等離子體相對于托卡馬克的形狀。托卡馬克中等離子體的橫截面，通常呈現(xiàn)為英文大寫字母D的形狀。當D的直線部分面向托卡馬克中心時，被稱為正三角形度，大多數(shù)托卡馬克以正三角形度運行。而當?shù)入x子的彎曲部分面向中心時，則稱為負三角形度。
負三角形度等離子體形狀性能優(yōu)異，能抑制將粒子和能量從等離子體中排出的不穩(wěn)定性，防止對托卡馬克壁造成嚴重破壞。此外，負三角形度還具有令人矚目的功率處理能力。它擁有更大的偏濾器區(qū)域，便于分散廢熱，有助于未來緊湊型聚變發(fā)電廠的工程設(shè)計。
SMART是首個以聚變溫度運行、采用負三角形度等離子體的緊湊型球形托卡馬克。其目標是提供最緊湊設(shè)計的物理和工程基礎(chǔ)，以能夠為高場球形托卡馬克與負三角形度相結(jié)合的聚變發(fā)電廠使用。
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