核聚变试验迈过两道坎儿

  核聚变反响现已克服了两个要害妨碍进步等离子体密度和坚持更密布的等离子体，以到达发电所需的“最佳点”。这是迈向核聚变发电的又一里程碑，尽管完结商用反响堆或许还需要数年时刻。相关论文4月24日发表于《天然》。

  现在，人们正在探究的完结核聚变发电的首要途径之一是运用托卡马克反响堆。这是一种“甜甜圈”形状的真空设备，外面环绕着磁线圈。它凭借强壮的磁场，将等离子体加热到数亿摄氏度的极高温度，乃至比太阳还热，以完结核聚变。

  人们一向以为存在一个临界点，即格林沃尔德极限。一旦进步燃料密度，超越这个临界点时，等离子体就会脱离磁场的束缚，四散逃逸，然后损坏反响堆。而进步密度对进步产值至关重要，由于试验标明，托卡马克反响堆的产值与燃料密度的平方成正比。

  现在，美国通用原子能公司的Siye Ding和搭档证明，有一种办法能够进步等离子体密度，且能够在必定程度上完结高束缚稳态运转。使用这种办法，他们成功使DIII-D国家聚变设备托卡马克反响堆在均匀密度比格林沃尔德极限高出20%的情况下，运转了2.2秒。尽管科学家之前现已突破了这一“关卡”，但稳定性较差、保持的时刻较短，而这次试验的要害目标是能量束缚增强因子H98（y,2）1。

  英国贝尔法斯特女王大学的Gianluca Sarri解说说，H98（y,2）显现了磁场对等离子体的束缚程度，数值为1或以上意味着等离子体被成功固定在恰当的方位。

  “假如现在开端表现出某种稳态运转，就能够长时间处在最佳状况。”Sarri说，“这次试验是在一台小型设备上完结的，假如把成果推行到更大的设备上，就能够在很长一段时刻内进步功率、完结增益。”

  这次DIII-D试验依赖于多种办法交融，这一些办法自身并不新鲜，但交融起来好像很有远景。DIII-D等离子体室的外半径只要1.6米，现在还不知道相同的办法是否适用于世界热核聚变试验反响堆（ITER）。这是法国正在建造的下一代托卡马克，半径将到达6.2米。

  “这次试验对未来的核聚变发电来说是个好征兆。”Ding说，“许多反响堆的规划的基本要求一起具有高束缚和高密度。从试验上讲，这是第一次完结这一点。”

  Ding表明：“下一步或许耗资巨大，现在研讨正在朝着许多不同的方向开展，我期望这篇论文有助于会集全球的研制尽力。”（王方）