作者约翰·格林沃尔德，普林斯顿等离子体物理实验室 信用:CC0公共领域 科学家们发现了一种防止等离子体中讨厌的磁泡干扰聚变反应的新方法——为提高聚变能源设备的性能提供了一种潜在的方法
它来自于管理无线电频率波来稳定磁泡，磁泡会膨胀并产生干扰，从而限制ITER的性能。法国正在建设国际设施来证明聚变能的可行性
磁性岛屿 美国大学的研究人员
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能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)已经开发出控制这些磁泡或磁岛的新模型
这种新方法修改了将射频射线稳定地沉积到等离子体中以稳定岛的标准技术——当岛的宽度与射频射线沉积能量的区域的特征尺寸相比较小时，这种技术被证明是低效的
该区域表示“阻尼长度”，即在没有任何非线性反馈的情况下，射频功率通常被沉积的区域
当区域的大小大于岛的宽度时，射频功率的有效性会大大降低，这种情况称为“低功率”，因为大部分功率会从岛中泄漏
托卡马克是能遇到这种问题的环形聚变设施，是世界各地科学家最广泛使用的设备，他们寻求产生和控制聚变反应，为发电提供几乎取之不尽的安全清洁能源
这种反应将光元素以等离子体的形式结合在一起，产生驱动太阳和恒星的大量能量。等离子体是由自由电子和原子核组成的物质状态，构成了99%的可见宇宙
克服问题 PPPL普林斯顿等离子体物理项目的研究生金素英说，新模型预测以脉冲形式而不是以稳态流的形式沉积射线可以克服泄漏问题，他也是描述等离子体物理方法的论文的主要作者
“在相同的平均功率下，脉冲还可以在高阻尼情况下实现更高的稳定性，”她说
她说，为了让这一过程发挥作用，“脉动必须以既不太快也不太慢的速度进行。”
“这个最佳位置应该与热量通过扩散从岛上消散的速度一致
" 新模型借鉴了金的合著者和顾问艾伦·雷曼(Allan Reiman)杰出研究员、普林斯顿大学等离子体物理项目主任、PPPL大学学术事务副主任纳特·菲舍尔(Nat Fisch)教授过去的研究成果
他们的研究为稳定磁岛的射频功率沉积研究提供了非线性框架
“苏樱工作的意义，”赖曼说，“在于它极大地扩展了工具，这些工具可以用来解决现在公认的可能是使用托卡马克方法进行经济聚变所面临的关键问题
托卡马克受到这些自然形成的不稳定岛屿的困扰，这导致了灾难性的和突然的等离子体损失
" 菲舍尔补充道:“苏樱的工作不仅提出了新的控制方法；她对这些新预测的效应的识别可能会迫使我们重新评估过去的实验发现，在这些发现中，这些效应可能扮演了一个不受重视的角色
她的工作现在激发了具体的实验，这些实验可以阐明起作用的机制，并指出如何最好地控制这些灾难性的不稳定性
" 原始模型 最初的射频沉积模型显示，它会提高温度，并在岛的中心驱动电流，以防止其生长
非线性反馈随后在功率沉积和岛的温度变化之间发生，这使得稳定性大大提高
控制这些温度变化的是岛屿边缘等离子体的热量扩散
然而，在高阻尼状态下，阻尼长度小于岛的尺寸，这种同样的非线性效应会在稳态沉积期间产生一个称为“阴影”的问题，导致射频射线在到达岛的中心之前耗尽能量
“我们首先研究了脉冲射频方案来解决阴影问题，”金说
“然而，事实证明，在高阻尼状态下，非线性反馈实际上会导致脉冲加剧阴影，光线甚至会更快地耗尽能量
所以我们把问题转了过来，发现非线性效应会导致脉冲，从而在低阻尼的情况下减少能量从岛中泄漏出来
" 金说，这些预测的趋势自然适合于实验验证
“这样的实验，”她指出，“旨在表明脉冲会提高一个岛的温度，直到达到最佳的等离子体稳定性
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