采取新的切线控制聚变等离子体中的讨厌波

2019-10-22 11:43:05 编辑：来源：

导读聚变以等离子体的形式结合了轻元素-由自由电子和原子核组成的热的带电状态-产生大量的能量。科学家帮助加热等离子体的方法之一是将高能粒子

聚变以等离子体的形式结合了轻元素-“由自由电子和原子核组成的热的带电状态-”产生大量的能量。科学家帮助加热等离子体的方法之一是将高能粒子束注入托卡马克，为等离子体粒子提供足够的能量，以克服相互排斥并融合在一起。但是，注入的粒子也会产生波，导致等离子体能量从限制其的磁场中泄漏出来，从而冷却等离子体并有助于终止聚变反应。因此，抑制这些波对聚变能的发展是有益的。

普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的研究人员开发了新的数学工具，以预测何时会出现波并可能冷却等离子体。重要的是，数学表达式预测以与原始光束不同的角度注入的第二光束将抑制电波的不良影响，从而提供了维持等离子体限制的新方法。这样的第二根光束(图1)已安装在PPPL的国家球形圆环实验升级版(NSTX-U)上。

PPPL的物理学家进行了详细的计算机模拟，以模拟观察到波浪的实验。结果与NSTX-U的前身实验数据一致。

Jeff Lestz说：“这些结果不仅解释了过去实验中对电波的观察，而且还表明了如何通过在NSTX-U上使用两种光束的不同混合物来避免电波的负面影响，”一个研究生的在PPPL项目工作。

PPPL科学家现在计划将他们的预测结果与在托卡马克上进行的其他融合实验(例如DIII-D国家融合设施)进行比较，在该装置上以不同的方向和注射角度安装光束。没有这种详细的了解，科学家就无法可靠地预测如何有效加热等离子体，从而影响聚变设施的设计，并有可能限制托卡马克聚变设备的聚变性能。

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