托卡马克内部未来的聚变反应可能会产生比之前想象的更多的能量，这要归功于突破性的新研究发现此类反应堆的基本定律是错误的。
这项由洛桑联邦理工学院 (EFPL) 瑞士等离子体中心的物理学家领导的研究确定，最大氢燃料密度约为“格林沃尔德极限”的两倍？ 根据 30 多年前的实验得出的估计。
聚变反应堆实际上可以在远高于格林沃尔德极限的氢等离子体密度下工作，这一发现将影响法国南部正在建造的大型 ITER 托卡马克装置的运行，并极大地影响 ITER 后继装置（称为“核聚变反应堆”）的设计。瑞士等离子体中心的物理学家保罗·里奇表示，示范发电厂（DEMO）聚变反应堆。
“确切的值取决于功率，”里奇告诉《生活科学》。 “但粗略估计，ITER 的增幅约为两倍。”
里奇是该研究项目的领导者之一，该项目将理论工作与欧洲三个不同聚变反应堆大约一年的实验结果相结合？ EPFL 的托卡马克 à 配置变量 (TCV）、欧洲联合环面（喷射）在英国卡勒姆，以及轴对称偏滤器实验（阿斯德克斯) 升级德国加兴马克斯·普朗克等离子体物理研究所的托卡马克。
他也是 5 月 6 日发表在该杂志上的一项关于这一发现的研究的主要作者之一物理评论快报。
未来融合
甜甜圈形托卡马克是最有前途的设计之一有一天可以用来为电网发电的反应堆。
科学家们已经工作了 50 多年，以使受控核聚变成为现实； 与核不同核聚变可以通过粉碎非常大的原子核来产生能量，而通过将非常小的原子核连接在一起可以产生更多的能量。
聚变过程产生的放射性废物比裂变少得多，而且用作燃料的富中子氢相对容易获得。
同样的过程为恒星提供动力，例如太阳，这就是为什么受控聚变被比作“罐子里的星星”； 但因为恒星中心的高压在恒星上是不可行的地球，这里的聚变反应需要比太阳更高的温度才能进行。
这TCV 托卡马克内部温度例如，可以超过 2.16 亿华氏度（1.2 亿摄氏度）？ 几乎是太阳聚变核心温度的 10 倍，约为 2700 万华氏度（1500 万摄氏度）。
一些项目现在处于后期阶段，一些研究人员认为第一个为电网发电的托卡马克装置可能会在 2030 年投入使用，《Live Science》此前曾报道过。
全球 30 多个政府也在资助 ITER 托卡马克装置（“Iter”在拉丁语中的意思是“道路”），该装置预计将于 2025 年生产出第一批实验等离子体。
然而，ITER 并不是为了发电而设计的。 但基于 ITER 的托卡马克装置（称为 DEMO 反应堆）目前正在设计中，可能会在 2051 年投入使用。
血浆问题
新计算的核心是格林沃尔德极限，以麻省理工学院物理学家马丁格林沃尔德的名字命名，他于 1988 年确定了该极限。
研究人员试图找出当燃料密度增加超过某一点时，聚变等离子体实际上变得不可控的原因（它们在托卡马克室内的磁场之外膨胀），格林沃尔德根据托卡马克的实验极限得出了一个实验极限。小半径（甜甜圈内圆的大小）和通过等离子体的电流量。
Ricci 表示，尽管科学家们长期以来一直怀疑格林沃尔德极限可以改进，但 30 多年来，它一直是聚变研究的基本规则。 例如，它是 ITER 设计的指导原则。
然而，最新的研究扩展了格林沃尔德用于推导其极限的实验和理论，从而产生了更高的燃料密度极限，这将增加 ITER 的容量并影响其后的 DEMO 反应堆的设计，他说。
他说，关键是发现随着聚变反应功率输出的增加，等离子体可以维持更大的燃料密度。
里奇说，目前还不可能知道燃料密度如此大幅增加将如何影响托卡马克的功率输出，但影响可能很大； 研究表明，更大的燃料密度将使聚变反应堆更易于操作。
“它使安全、可持续的聚变条件更容易实现，”他说。 “它可以让你达到你想要的状态，以便聚变反应堆能够正常工作。”
