作者约翰·格林沃尔德，普林斯顿等离子体物理实验室 物理学家爱德华多·罗德里格斯用纸上的图像
信用:Elle Starkman
在地球上捕捉和控制聚变能量的一个关键挑战是保持等离子体的稳定性——等离子体是一种带电气体，为聚变反应提供燃料——并保持等离子体几百万度的高温以启动和维持聚变反应
这个挑战需要控制磁岛，在环形托卡马克聚变装置的等离子体中形成的气泡状结构
这些岛屿可以生长，冷却等离子体，并引发破坏——储存在等离子体中的能量突然释放——这可能会停止聚变反应，并严重损坏容纳它们的聚变设施
改进的孤岛控制 普林斯顿大学和美国大学科学家的研究
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美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)指出，ITER棘手的磁岛、法国正在建设的国际托卡马克，以及其他未来不能允许大规模干扰的聚变设施，都需要得到更好的控制
“这项研究可能为以前认为无法实现的改进控制方案打开大门，”爱德华多·罗德里格斯说，他是普林斯顿等离子体物理项目的研究生，也是《等离子体物理》一篇报道该发现的论文的第一作者
这项研究延续了艾伦·雷曼和纳特·菲舍尔之前的工作，他们发现了一种叫做“射频电流凝聚”的新效应，这种效应可以极大地促进磁岛的稳定
新的等离子体物理学论文展示了如何最大限度地利用这种效应
雷曼是PPPL大学的杰出研究员，菲舍尔是普林斯顿大学教授、普林斯顿等离子体物理项目主任和PPPL大学学术事务副主任
聚变反应以等离子体的形式结合轻元素——由自由电子和原子核组成的物质状态——在太阳和恒星中产生大量能量
全世界的科学家都在寻求在地球上重现这一过程，为全人类提供几乎取之不尽、用之不竭的安全清洁的电力
这篇新论文基于一个简化的分析模型，着重于利用射频波来加热这些岛屿，并驱动电流使它们收缩和消失
当温度变得足够高时，会发生复杂的相互作用，导致射频电流冷凝效应，这将电流集中在岛的中心，并可以大大提高稳定性
但是随着温度的升高，岛内较冷的边缘和较热的内部之间的温度梯度变得更大，这种梯度会驱动不稳定性，使得进一步提高温度更加困难
点对位 这种点对位是射频波能否达到稳定目标的一个重要指标
罗德里格斯说:“我们分析了当前冷凝和加热产生的梯度增加的湍流之间的相互作用，以确定系统是否稳定。”
“我们希望这些岛屿不再生长
“这篇新论文展示了如何控制电波的功率和目标，以便在考虑到不稳定性的情况下，最大限度地利用射频电流凝聚效应
罗德里格斯说:“专注于此可以提高聚变反应堆的稳定性。”
研究人员现在计划在模型中引入新的方面，以开展更详细的研究
这些步骤包括将凝聚效应纳入计算机代码以模拟发射射频波的行为及其真实效应
这项技术最终将用于设计最佳的岛屿稳定方案
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