核聚变更接近现实，科学家将密度限制突破了 10 倍

核聚变承诺通过类似于为太阳提供动力的过程提供几乎无限的可持续能源，前提是可以首先解决一些相当棘手和基本的物理问题。

目前正在研究多种从原子中挤出能量的方法，每种方法都有其优点和缺点。新的研究表明，我们可能很快就会找到一种方法来克服使用称为托卡马克的甜甜圈形隧道的过程中的一个主要障碍。

以前理论上认为的托卡马克聚变障碍，称为格林沃尔德极限现在已经粉碎了十倍，这要归功于威斯康星大学的一组研究人员的努力。

尽管这个极限背后的机制还不是很清楚，但经验规则为托卡马克加热等离子体中的电子密度设定了上限。

拥有一种可靠的方法来突破这一极限意味着我们可以在托卡马克聚变反应堆的稳定性和效率方面取得飞跃，使我们更接近核聚变可以成为实际的现实。

“这里展示的是托卡马克实验，在稳定条件下，电子密度超过格林沃尔德极限多达十倍，这是史无前例的，”写研究人员在他们发表的论文中。

核聚变 - 迫使原子核聚集在一起释放剩余能量 - 需要由构成等离子体的带电粒子的限制产生的强烈热量。

托卡马克是一种特定类型核聚变反应堆，它使用电流驱动等离子体穿过一个大的空心环的中心。在这种炽热的带电粒子混乱中的磁场有助于将其限制在有限的范围内，然而等离子体比类似的方法，并且对等离子体电子的密度有相当严格的限制。更高的电子密度意味着更多的反应和更多的能量.

该团队认为，MST的两个关键特性有助于全面突破这种密度的限制：其厚实的导电壁（用于稳定操纵等离子体的磁场）及其电源，可以根据反馈进行调整（同样，对稳定性至关重要）。

“最大密度似乎是由硬件限制设定的，而不是等离子体的不稳定性，”写研究人员。

这是托卡马克聚变在最近一系列成功中的又一次胜利。在过去的几年里，科学家们一直很忙建造更大的反应堆增加产生的能量从他们那里，以及达到更高的温度以便发生反应。

这并不意味着核聚变很快就会准备好，这里有一些注意事项要讨论。等离子体不像在聚变反应中通常那样在超高温下运行，因此这些实验需要在这方面扩大规模。

这项新研究的作者有信心，科学家们将能够弄清楚如何获得这些结果在其他机器上– 尽管仍有工作要做，以准确分析为什么这种特定设置效果如此之好。

“具体来说，为什么MST能够在高格林沃尔德分数下运行，以及这种能力可以在多大程度上扩展到更高性能的设备，仍然存在问题。写研究人员。

该研究已发表在物理评论快报.

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