美國普林斯頓大學(Princeton University)的研究者找到一種控制核聚變的新方法,為核聚變控制技術帶來新的突破。

多數核聚變使用輕元素的等離子體作為燃料,這些材料溫度可達到太陽一樣的高溫,不穩定,難以控制。其中主要一項因素是反應爐內磁島的增長,會冷卻等離子體,或引發等離子體能量突然釋放破壞聚變設施。

最近一份發表在《等離子物理》(Physics of Plasmas)期刊上的研究稱,使用射頻波干擾磁島的增長和等離子體的流動,並結合溫度的波動,進一步加固穩定的效果。

核聚變設施如托卡馬克反應爐,內部靠強大的磁場引導高溫等離子體,使它們在反應爐中游動而不碰到反應爐壁,使核反應在高溫中進行。但是磁場有危險的一面,隨著等離子的游動,磁場將形成一個氣泡般的結構,稱為磁島。一旦磁島干擾了等離子的游動,將導致反應爐溫度降低,需要幾天甚至幾個月才能恢復。等離子體也可能損壞托卡馬克設施,修復也是很困難的工作。

早在1974年,科學家就發現了這個問題。46年後,磁島問題仍然是托卡馬克技術發展的主要瓶頸之一。

上世紀80年代,研究者首次提出向等離子體發射無線電波可以穩定等離子束。這份新研究中,新一代研究者在此基礎上發現,結合細微的溫度變化可以鞏固射頻波的穩定。◇