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核聚变控制获得新突破

2020-5-22 环球解密

美国普林斯顿大学(Princeton University)的研究者找到一种控制核聚变的新方法,为核聚变控制技术带来新的突破。

多数核聚变使用轻元素的等离子体作为燃料,这些材料温度可达到太阳一样的高温,不稳定,难以控制。其中主要一项因素是反应炉内磁岛的增长,会冷却等离子体,或引发等离子体能量突然释放破坏聚变设施。

最近一份发表在《等离子物理》(Physics of Plasmas)期刊上的研究称,使用射频波干扰磁岛的增长和等离子体的流动,并结合温度的波动,进一步加固稳定的效果。

核聚变设施如托卡马克反应炉,内部靠强大的磁场引导高温等离子体,使它们在反应炉中游动而不碰到反应炉壁,使核反应在高温中进行。但是磁场有危险的一面,随着等离子的游动,磁场将形成一个气泡般的结构,称为磁岛。

一旦磁岛干扰了等离子的游动,将导致反应炉温度降低,需要几天甚至几个月才能恢复。等离子体也可能损坏托卡马克设施,修复也是很困难的工作。

早在1974年,科学家就发现了这个问题。46年后,磁岛问题仍然是托卡马克技术发展的主要瓶颈之一。

上世纪80年代,研究者首次提出向等离子体发射无线电波可以稳定等离子束。这份新研究中,新一代研究者在此基础上发现,结合细微的温度变化可以巩固射频波的稳定。

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