研究人员找到控制一亿度核聚变等离子体热量的方法

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人类可能永远无法驯服太阳，但氢等离子体（占太阳内部的大部分）可以被限制在磁场中，作为核聚变发电的一部分。一个国际研究小组发现了一种预测和控制核聚变反应堆中氢分子旋转温度的方法。

京都大学的研究人员建立了一个模型，用于预测和控制聚变反应堆中氢分子的旋转温度。这一发现有助于冷却等离子体和优化聚变装置的性能，为未来聚变发电的进步提供了启示。

托卡马克--甜甜圈形核聚变反应堆中封闭的极高温等离子体通常高达 1 亿摄氏度，会对这些巨型装置的封闭壁造成损坏。研究人员在装置壁附近注入氢气和惰性气体，通过辐射和重组冷却等离子体，这与电离作用正好相反。减轻热负荷对于延长未来聚变装置的使用寿命至关重要。

了解和预测氢分子在器壁附近的振动和旋转温度过程可以增强重组，但有效的策略仍然难以捉摸。

在三个不同的托卡马克中测量了从面向等离子体表面解吸的氢分子的旋转温度；还评估了等离子体中碰撞辐射过程导致的温度升高。图片来源：KyotoU Global Comms/Taiichi Shikama

京都大学领导的一个国际研究小组最近找到了一种方法，可以解释在日本和美国的三个不同实验聚变装置中测得的旋转温度。他们的模型评估了氢分子的表面相互作用和电子-质子碰撞。

模型的通讯作者、京都大学工学研究院的 Nao Yoneda 补充说："在我们的模型中，我们针对低能级的旋转温度进行了评估，使我们能够解释几个实验装置的测量结果。"

通过预测和控制壁面附近的旋转温度，研究小组能够驱散等离子体热通量并优化装置的工作条件。

"我们仍然需要了解氢的旋转振动激发机制，"Yoneda 说，"但我们很高兴，我们模型的多功能性也使我们能够再现文献中报告的测量旋转温度。"

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