紧凑型聚变反应堆内的离子不到一米（小于 3 英尺）跨度有首次被加热到 1 亿摄氏度（约 1.8 亿华氏度）的神奇数字，这是迈向制作一个实际的现实。
研究人员来自英国托卡马克能源有限公司，美国普林斯顿和橡树岭国家实验室、德国能源与气候研究所、在球形托卡马克（ST）装置上实现了这一记录，与较大反应堆中加热燃料所采用的更圆形的“甜甜圈形”路径不同，该装置将等离子体限制在“果核苹果形'漩涡旨在提高发电的稳定性和实用性。
复制了我们太阳和类似恒星核心的基本过程，从较小的元素融合成较大的元素中挤压能量。如果我们能做到这一点——这是一个相当大的假设——这可能意味着一种几乎取之不尽用之不竭的能源，尽管仍然可能存在一些风险。
当恒星拥有巨大的引力来融合元素并释放能量时，我们被迫依赖热量。大量的热量，实际上相当于比太阳核心热几倍。
将原子成分或离子加热到至少 1 亿摄氏度（本质上是任何超过 1 亿开氏度的温度，或者以能量计算的 8.6 千电子伏特）对于实现正确的压力至关重要。
“之前任何 ST 都没有达到超过 5 keV [千电子伏特] 的离子温度，只有在具有更大等离子体加热功率的更大设备中才能实现，”写研究人员在他们发表的论文中。
在这种情况下，使用了名为 ST40 的球形托卡马克。抛开安全运行所需的机械设备不谈，反应堆本身只有 0.8 米宽，只是可拉伸的大型托卡马克的一小部分。直径数米。
与相比，这些较小的设备制造起来更便宜，而且可能更高效、更稳定——如果你想让一项技术在商业上可行，这些都是优势。
研究人员部署了许多优化来达到新的温度记录，包括 ST 本身的使用，以及等离子体的加热方式和电子密度的制备方式。
一些技术是从 20 世纪 90 年代进行的“超级射击”实验中借用的。托卡克聚变试验反应堆，比 ST40 大得多。本质上，该方法需要在很短的时间内施加大量热量。
科学家们应用的另一个优化技巧是加热等离子体内带正电的离子，而不是加热带负电的电子。它被称为热离子模式，有助于增加反应数量和托卡马克性能。
“这些温度是在热离子模式场景中实现的，其中离子温度通常超过电子温度的两倍或更高，”写研究人员。
虽然这一突破和当然令人兴奋，核聚变仍处于测试阶段，在将其视为实用的能源之前，还有许多障碍需要克服。并非所有人都相信核能考虑到所涉及的技术挑战，生产最终是可能的。
这些挑战在这里也得到了强调：达到最高温度的时间仅为 150 毫秒。在实验室中取得了很好的成就，但没有太多时间为能源网做出实际贡献。
尽管如此，每一个发现考虑到球形托卡马克是最有希望产生核聚变反应的选择之一，而必要的能源和经济方程最终变得有意义，这一目标尤其值得注意。
“这些结果首次证明，可以在紧凑的高场 ST 中获得与商业磁约束聚变相关的离子温度，这对于基于高场 ST 的聚变发电厂来说是个好兆头，”写研究人员。
该研究发表于核聚变。
