重达12吨的巨型箱体就位，助力核聚变升级

英国原子能管理局（UKAEA）的工程师实现了一项技术里程碑，成功将一个重达12吨的巨型组件安置到位，用于位于UKAEA库尔哈姆校区（Culham Campus）的英国旗舰核聚变装置MAST Upgrade。

“双束箱”采用双层布局设计，旨在容纳两个中性束注入器（Neutral Beam Injectors, NBIs）。中性束注入器在核聚变研究中发挥着至关重要的作用，它通过向等离子体发射高能中性原子，将其温度提升至超过3000万摄氏度。

通过在MAST Upgrade现有配置中增加两个注入器，新的双束箱将把装置的中性束加热功率从4.4兆瓦（MW）翻倍至8.8兆瓦。

预计等离子体温度将从3000万摄氏度翻倍至6000万摄氏度，这种更高的等离子体条件将使研究人员能够探索未来核聚变电站（包括英国原型核聚变电站STEP）所需的技术和物理原理。

UKAEA MAST Upgrade运营主管Andrew Thornton表示：

双束箱的吊装是MAST Upgrade向前迈出的巨大一步。通过使加热功率翻倍，我们将探索以前根本无法达到的等离子体条件。我们将能够研究更高压力等离子体的稳定性，同时测试MAST Upgrade排气系统如何应对这些更热、更高性能的等离子体。

这些对于STEP及未来的核聚变电站而言都是关键问题。这也充分展示了UKAEA科学与工程团队高超的工程技术和协作能力。

重达12吨的巨型箱体就位，助力核聚变升级

双束箱的吊装是目前正在进行的MAST Upgrade更广泛工程工作的一部分，其中包括安装新的电子伯恩斯坦波（Electron Bernstein Wave, EBW）微波加热系统。其他正在进行的工程升级包括：

• 从欧洲联合环状反应堆（Joint European Torus, JET）转移并重新利用电源设备

• 制造并安装束线模块，该模块将允许中性束形成并注入等离子体

• 制造并组装低温泵，即将安装在双束箱容器内部，用于控制双束箱内的压力

• 安装正离子中性注入器（Positive Ion Neutral Injectors, PINIs）

关于双束箱容器

完工后的双束箱容器连同其顶盖重约15吨，大致相当于两头半非洲象的重量。其容积为20立方米，约相当于130个浴缸的容量，由316L不锈钢制成。这种钢材因其强度、耐用性和耐腐蚀性，广泛用于海上基础设施和医疗植入物。该材料还具有良好的真空兼容性，这对于容器内部所需的超高真空条件至关重要。

预计所有主要硬件将在2027年秋季末前完成制造并安装于双束箱容器内。随后，这个气密容器将投入调试，用于计划于2028年启动的科学实验。