將太陽的核聚變帶到地球上來利用，我覺得可以，但是能實現嗎？

科學家試圖將太陽的核聚變帶到地球上來利用，必須控制熱帶電等離子體（由自由漂浮的電子和原子核或離子組成的物質狀態），而等離子體是核聚變反應的燃料。對於將等離子體限制在磁場中的科學家來說，一項關鍵任務是繪製出磁場的形狀，這一過程被稱為測量等離子體的平衡或穩定性。普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)的科學家提出了一種新測量技術，以避免在未來強大的托卡馬克(tokamak)或磁聚變裝置上繪製磁場圖時可能出現的問題。

這類托卡馬克反應堆，包括正在建設的大型國際實驗項目ITER，將產生中子轟擊，可能破壞目前用於繪製現有設施中地圖的內部診斷。因此，普林斯頓等離子體物理實驗室提議使用一種可在高中子環境中工作的替代診斷系統。該系統是等離子體診斷的一種，被稱為「電子迴旋發射(ECE)」，它測量沿電場線循環的電子溫度。「通過使用電子迴旋發射系統，可以了解等離子體的溫度和等離子體的波動。

這個提議的方法可以開發成一個獨立的映射工具，或者與現有工具一起使用。該方法將電子迴旋發射數據與用於測量等離子體邊界的快速攝像機圖像相結合。該組合提供了「可以在高中子環境下進行魯棒設計的診斷」，流程如下：

1、研究人員觀察循環電子發出的輻射

2、輻射提供了關於等離子體中生長的溫度、模式或不穩定性的數據

3、這些數據可以測量「q剖面」——磁場的螺旋度或螺旋運動

4、螺旋度的測量使托卡馬克運算元能夠繪製和控制等離子體的平衡

可逆過程

這項技術是研究人員在升級之前，在普林斯頓等離子體物理實驗室國家球形環實驗(NSTX)模擬放電上測試的，它顛覆了通常用於聚變研究的過程，通常從平衡中得到q剖面，但研究表明，也可以從了解q剖面中得到平衡。這種方法只使用一種診斷方法「電子迴旋發射」就可以構建融合等離子體的狀態。

這將對包括ITER在內的許多托卡馬克反應堆有用，因為將許多不同的診斷方法結合起來是有問題的，而且容易出錯。科學家現在計劃在多種等離子體放電上測試電子迴旋發射技術，一項經過驗證和充分發展的技術可以為繪製ITER和下一代托卡馬克關鍵磁場提供一個有價值的系統。也許未來有一天能實現受控聚變，就真的能想核裂變一樣被人類運用。

博科園｜研究/來自：普林斯頓等離子體物理實驗室

參考期刊《核聚變與等離子體物理》

DOI: 10.1088/1361-6587/ab24a4

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