托卡马克原理KSTAR：物理学家改良托卡马克“甜甜圈” 产生更加稳定的等离子体 怎么可以错过

当我们谈论互联网时，我们总是能发现许多令人兴奋的事情。今天，就让我们坐下来，聊1聊最近在这个令人着迷的领域中发生的1些令人瞩目的事件。

托卡马克，是1种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，外部缠绕着线圈因其外形，托卡马克又被称为“甜甜圈”近日，物理学家从另1个磁约束核聚变实验装置上获得灵感，并用于对托卡马克进行设计改良研究题为"Physics basis for design of 3D coils in tokamaks"，于6月9日发表于期刊《核聚变》上。

通讯作者为来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室的N.C. LoganLogan带领来自普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的研究团队使用仿星器的计算机代码来设想扭曲托卡马克磁铁的形状和强度，这些磁铁可以稳定托卡马克等离子体并在聚变反应堆中预期的极端条件下存活。

该技术依赖于 FOCUS，这是1种次要由仿星器优化科学家 PPPL 物理学家朱曹祥（音译）创建的计算机代码，用于为仿星器设施设计复杂的磁铁“当我作为 PPPL 的博士后研究员第1次建立 FOCUS 时，Nik Logan 在美国物理学会会议上因我的海报展示而停下来，”朱说。

“后来我们进行了交谈，意识到有机会将 FOCUS 代码应用于托卡马克项目”没有同子领域之间的合作令人兴奋“我很高兴看到我的代码可以扩展到更广泛的实验，”朱说“我认为这是托卡马克和仿星器天下之间的美好联系”。

这些发现可以通过补偿机器从理论设计转换为现实生活对象时出现的没有精确性，或通过应用精确控制的3D 磁场来抑制等离子体没有稳定性来帮助托卡马克的构建“建造任何器材的现实是它并没有完美，”Logan说，“它的没有规则性很小。

我们使用这种仿星器技术设计的磁铁既可以纠正磁场中发生的1些没有规则性，又可以控制没有稳定性”这样做有助于磁场稳定等离子体，因此没有会发生具有潜在破坏性的热量和粒子爆发Logan 及其同事还了解到，即使这些磁铁放置在距离托卡马克壁最远几米的相对较远的地方，它们也可以作用于等离子体。

“这是个好消息，因为磁铁离等离子体越近，设计它们以满足聚变反应堆附近的恶劣条件就越困难，”Logan说，“这样我们可以在离托卡马克1定距离的地方放置更多设备设备当然是越多越好”尽管长期以来1直是托卡马克背后的第二大聚变设施，但仿星器现在正变得越来越广泛，因为仿星器能够产生稳定的等离子体。

托卡马克目前是聚变反应堆设计的首选，但它们的等离子体会产生没有稳定性，从而可能损坏反应堆的内部组件目前，PPPL 研究人员正在使用这种新技术为天下各地的多个托卡马克设计和更新磁铁，其中包括由捷克科学院运营的托卡马克 COMPASS-U；和韩国超导托卡马克高级研究(KSTAR)设施。

前瞻经济学人APP资讯组参考资料https://www.sciencedaily.com/releases/2021/08/210821113900.htm

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