一组研究人员介绍了一种减轻托卡马克聚变装置中破坏性失控电子的方法。该策略利用阿尔夫萨芬波来破坏失控电子的破坏性循环。这一发现为聚变能的发展带来了希望，对法国正在进行的ITER项目也有潜在的影响。

研究人员已经利用alfvsamn波来减轻托卡马克聚变装置中的失控电子，这对未来的聚变能源项目，包括法国的ITER，提供了重要的启示。

由普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)刘畅领导的科学家们公布了一种很有前途的方法，可以减轻托卡马克聚变装置中中断产生的破坏性失控电子。该方法的关键是利用一种独特的等离子体波，这种波以1970年诺贝尔奖得主、天体物理学家汉内斯·阿尔夫萨恩说的名字命名。

人们早就知道，alfvsamn波会使托卡马克反应堆中高能粒子的束缚放松，使一些粒子逸出，从而降低了甜甜圈形状装置的效率。然而，刘畅和通用原子公司、哥伦比亚大学和PPPL的研究人员的新发现揭示了在电子失控的情况下有益的结果。

卓越的循环过程

科学家们发现，这种松动可以在高能电子形成雪崩破坏托卡马克组件之前将其扩散或散射。这个过程被认为是一个非常循环的过程:逃跑造成了不稳定，从而产生了阻止雪崩形成的阿尔夫萨芬波。

“这些发现为在干扰实验中直接观察到alfvsamn波提供了一个全面的解释，”PPPL的一名研究人员和一篇详细发表在《物理评论快报》上的论文的主要作者Liu说。“这些发现在这些模式和失控电子的产生之间建立了明显的联系。”

刘张。来源:艾丽·斯塔克曼

研究人员为这些相互作用的显著循环推导了一个理论。这一结果与DIII-D国家聚变装置(通用原子公司为科学办公室运营的美国能源部托卡马克装置)上的实验结果吻合得很好。在橡树岭国家实验室的Summit超级计算机上对该理论的测试也证明是积极的。

PPPL理论部门的负责人Felix Parra Diaz说:“刘昌的工作表明，失控电子族的大小可以由失控电子本身驱动的不稳定性来控制。”“他的研究非常令人兴奋，因为它可能会导致托卡马克设计，通过固有的不稳定性自然地减轻失控的电子损伤。”

热淬灭

核聚变反应所需的百万度温度急剧下降，破坏就开始了。这些液滴被称为“热淬剂”，释放出大量的逃亡者，类似于地震引发的山体滑坡。“控制干扰是托卡马克成功的最大挑战，”刘说。

聚变反应将轻元素以等离子体的形式结合在一起——等离子体是一种由自由电子和被称为离子的原子核组成的炽热带电状态的物质——释放出巨大的能量，为太阳和恒星提供动力。因此，降低干扰和电子失控的风险，将为设计用于重现这一过程的托卡马克设施提供一个独特的好处。

因此，降低干扰和电子失控的风险，将为设计用于重现这一过程的托卡马克设施提供一个独特的好处。

核聚变能源可以成为补充可再生能源的关键可持续能源。世界上最大的核聚变实验ITER正在法国建造。来源:ITER组织

这种新方法可能会对ITER的发展产生影响，ITER是法国正在建设的国际托卡马克，用于展示核聚变能源的实用性，并可能标志着核聚变发电厂发展的关键一步。

刘说:“我们的发现为创造新的策略来减轻失控的电子奠定了基础。”目前正处于计划阶段的是实验活动，这三个研究中心的目标都是进一步发展这些惊人的逃逸发现。