51°39′33″N 1°13′50″O / 51.65917°N 1.23056°W / 51.65917; -1.23056
Mega Ampere Spherical Tokamak ( MAST ) fue un experimento de fusión nuclear , que probaba un reactor de fusión nuclear tokamak esférico , y encargado por EURATOM / UKAEA . El experimento MAST original tuvo lugar en el Centro Culham para la Energía de Fusión , Oxfordshire , Inglaterra, desde diciembre de 1999 hasta septiembre de 2013. Un experimento sucesor llamado MAST Upgrade comenzó a funcionar en 2020. [1]
Un tokamak esférico tiene más la forma de una manzana sin corazón que el diseño toroidal convencional en forma de rosquilla utilizado en experimentos como el ITER . Los tokamaks esféricos son más eficientes en el uso del campo magnético.
MAST incluía un inyector de haz neutro para calentamiento por plasma. Utilizó una técnica de compresión por fusión para la formación de plasma en lugar de la inducción directa convencional. La fusión de la compresión ahorra el flujo del solenoide central , que luego puede usarse para aumentar la corriente de plasma y/o mantener la corriente requerida en la parte superior plana.
El volumen de plasma de MAST era de unos 8 metros cúbicos. Confinó plasmas con densidades del orden de 10 20 /m 3 .
El plasma de MAST tenía un perfil exterior casi circular. Las extensiones de la parte superior e inferior son plasma que fluye hacia los desviadores de anillo , una característica clave de los diseños de tokamak modernos.
MAST confirmó la mayor eficiencia operativa de los tokamaks esféricos, demostrando una beta alta (relación entre la presión del plasma y la presión del campo magnético confinado). MAST realizó experimentos para controlar y mitigar las inestabilidades en el borde del plasma, los llamados modos localizados en el borde o ELM.
MAST fue diseñado para confirmar los resultados del experimento anterior Small Tight Aspect Ratio Tokamak (START) (1990-1998) en un experimento más grande y diseñado específicamente.
La fase de diseño del MAST duró entre 1995 y 1997, la construcción comenzó en 1997 y el primer plasma se obtuvo en 1999.
Los primeros resultados del MAST demuestran que el modo-H se alcanza con más facilidad y menos energía de lo esperado con una mejora considerable en el confinamiento, un punto fundamental para cualquier escenario de producción energética. Finalmente, se han probado con éxito diferentes escenarios para disminuir el flujo de energía en el solenoide central frente a la corriente de plasma, lo que representa otro punto fundamental para el diseño de un tokamak esférico de demostración. [2]
A lo largo de su vida útil, MAST produjo 30.471 plasmas (en pulsos de hasta 0,5 segundos). En octubre de 2013, el reactor se cerró para actualizarlo a MAST Upgrade. [3]
MAST Upgrade es el experimento sucesor de MAST, también en Culham Centre. La actualización, que costó 45 millones de libras esterlinas, comenzó en 2013 y se esperaba que superara significativamente la potencia de calefacción, la corriente de plasma, el campo magnético y la longitud del pulso de MAST.
MAST Upgrade comenzó a funcionar el 29 de octubre de 2020. [4]
Una de las características más notables de MAST Upgrade es el desviador Super-X. El desviador elimina el exceso de calor y las impurezas del plasma. Los diseños de desviadores convencionales, a escala de central eléctrica, experimentarán altas cargas de calor y deberán ser reemplazados periódicamente. Se esperaba que el desviador Super-X produjera cargas de calor inferiores en aproximadamente un factor de diez [5] y se consideró inicialmente exitoso. [6]
El diseño del Tokamak esférico para la producción de energía (STEP) de próxima generación comenzó en 2019 con una financiación gubernamental de 220 millones de libras esterlinas. El plan es comenzar a operar en la década de 2040. [7] El plan actual no incluye una instalación de generación de tritio. [8]