2024年10月，韩国聚变能研究所(KFE)与捷克科学院等离子体物理研究所 (IPP)签署了一份谅解备忘录，双方将在装置运行、聚变能数字工程等领域展开密切合作和研究(更多信息请查阅：韩国与捷克携手加强聚变能科学与技术领域的合作)。后者目前正在建设捷克的中型高场托卡马克装置-COMPASS Upgrade，预计将在2025年正式投入运行。

一、装置概览

COMPASS Upgrade，顾名思义，是COMPASS(COMPact ASSembly)托卡马克装置的升级版，采用了中性束注入(NBI)和电子回旋共振(ECRH)两种加热方式，旨在解决高级等离子体配置和约束模式、液态金属偏滤器概念领域的一些关键挑战。该装置由位于首都布拉格的捷克科学院等离子体物理研究所设计和建造，2025年建成投运后将会成为世界上唯一能够使用高达5T的磁场约束等离子体的聚变装置，也是少数类似ITER和DEMO条件的强磁场装置。

IPP成立于1959年，隶属于捷克科学院，是捷克国内唯一一家专门从事等离子体研究和应用的实体。IPP内设四大研究中心：聚变等离子体事业部、激光等离子体事业部、等离子体化学与材料事业部、特种光学与光电系统事业部。COMPASS Upgrade隶属于其聚变等离子体事业部，后者下设三大部门，分别是高温等离子体物理部、技术开发部和理论与建模部。

二、研究领域

COMPASS Upgrade是一个紧凑灵活的设备，致力于支持ITER运行并解决DEMO反应堆设计的关键挑战。主要用于研究：

常规偏滤器研究：在ITER、DEMO相关功率通量分离操作的实验演示。

雪花偏滤器研究：高密度雪花位形的实验演示，与常规偏滤器直接比较。

边缘等离子体物理学和约束相关理论研究：包括改善约束模式(QH模式、I模式、负三角形)、低扭矩运行、理论模型验证等等。

液态金属偏滤器概念研究和测试：实验液态金属对聚变装置的影响，比较固态或液态金属偏滤器的热通量比较分析。

新型PFC材料在偏滤器中的快速响应实验研究。

三、技术特点

高磁场技术：设计用于产生高达5T的环形磁场，这种技术有助于实现高能量约束模式，对于未来聚变反应堆的紧凑设计和高效运行至关重要。

液态金属偏滤器技术：探索使用液态金属作为偏滤器材料的可能性，这种技术可以提高偏滤器的热负荷承受能力，减少因固体材料腐蚀导致的维护问题。

灵活的等离子体位形和配置的控制：能够实现不同的等离子体位形，包括单零、双零、负三角形和雪花等等，以研究不同等离子体位形对约束和稳定性的影响。

高功率辅助加热系统：配备了高功率的中性束注入(NBI)和电子回旋共振加热(ECRH)系统，这些系统用于实现和维持高约束模式等离子体。

四、核心参数

COMPASS Upgrade装置的核心参数为：等离子体大半径0.894m，小半径0.27m，最大等离子体电流为2MA，环形磁场5T。

COMPASS Upgrade前身是COMPASS托卡马克装置，最早是在本世纪初由英国运输至布拉格，经过一系列的组装测试，于2009-2021年运行。其核心参数为：大半径0.56m，小半径0.23m，最大等离子体电流为400KA，环形磁场0.9-2.1T。

五、历史沿革

2007年10月，英国COMPASS装置运抵捷克布拉格。

2007年12月，启动安装工作。

2008年4月，COMPASS装置正式落成。

2008年12月，首次实现等离子体放电。

2009年2月，装置重启运行，实验产生100KA的等离子体电流。

2010年2月，COMPASS上安装了两个新型NBI系统。

2012年6月，作为具有重要意义的欧洲大型研究基础设施，COMPASS托卡马克装置获得了捷克教育部的资金支持。

2012年11月，COMPASS首次实现高能量约束模式(H-Mode)。

2014年8月，COMPASS对共振扰动磁场(RMP)线圈进行了第一次成功的实验。

2016年9月，COMPASS托卡马克转向器上安装了诊断工具Langmuir探针。

2018年2月，COMPASS Upgrade项目资助申请获准通过。

2018年10，COMPASS Upgrade概念设计审查启动。

2019年1月，启动COMPASS Upgrade电源系统的最终设计审查(FDR)工作。

2020年1月，COMPASS实现第2万次放电。

2020年3月，COMPASS Upgrade的初步设计审查通过。

2020年底，COMPASS Upgrade首批电源系统技术组件成功交付，包括高压开关柜和飞轮发电机等。

2021年8月，COMPASS正式关闭。

2021年11月，电源系统关键组件-功率脉冲变压器顺利交付。

2023年6月，COMPASS Upgrade第一阶段土建工作完成。