鈹是一種長期用于X射線機和宇宙飛船的堅硬的銀色金屬，而且是ITER項目用于墻體的兩種主要材料之一。現(xiàn)在它有了新的用途，可以幫助實現(xiàn)在地球上擁有太陽般的能量——核聚變。

　　美國能源部普林斯頓等離子體實驗室(PPPL)和通用原子學的物理學家們得出結(jié)論，向ITER中注入微量鈹顆粒有助于穩(wěn)定等離子體，從而促進聚變反應。實驗和計算機模擬發(fā)現(xiàn)，注入的顆粒有助于在等離子體中創(chuàng)造條件，從而引發(fā)成為邊緣局部化模式(ELM)的小噴發(fā)。如果頻率足夠高，這些ELM可以阻止大規(guī)模的噴發(fā)，從而暫停核聚變反應并防止破壞ITER設(shè)施。

　　世界各地的科學家都在尋求復制核聚變的方法，以獲得幾乎取之不盡的電力供應。這個過程涉及到等離子體，一種由自由浮動的電子、離子和原子核組成的非常熱的“湯”，原子核的合并釋放出巨大的能量。在目前的實驗中，研究人員將碳、鋰和碳化硼的顆粒(輕金屬且具有鈹?shù)娜舾商匦?注入到DIII-D國家核聚變設(shè)施中，該設(shè)施由通用原子公司為圣地亞哥的能源部運營。“這些輕金屬是DIII-D中常用的材料，它們與鈹具有多種相同特性。”PPPL物理學家羅伯特·倫斯福德說。由于這三種元素和鈹?shù)膬?nèi)部結(jié)構(gòu)相似，科學家推斷所有這些元素都會以類似的方式影響ITER等離子體。

　　這種實驗是同類實驗中的第一個。PPPL等離子邊緣研究負責人、論文合著者拉杰什·美因基說：“這是第一次試圖弄清楚這些雜質(zhì)顆粒如何滲透到ITER中，以及是否能在溫度、密度和壓力上作出足夠的改變來觸發(fā)ELM。事實上，這種顆粒注射技術(shù)與這些元素的結(jié)合是有幫助的。”如果被證實，注射可以降低ITER中大ELM的風險。倫斯福德說：“自發(fā)產(chǎn)生的ELM將能量注入ITER第一道墻，這足以對墻造成嚴重的破壞，如果不采取任何措施，組件壽命將非常短，可能需要每隔幾個月就更換一次部件。”倫斯福德還使用了他自己編寫的一個程序，該程序顯示，注射直徑約為1.5毫米(牙簽厚度)的鈹顆粒，會以一種可能引發(fā)小ELM的方式滲入到ITER等離子體邊緣。在這種尺寸下，足夠多的顆粒表面會被蒸發(fā)或燒蝕，以允許鈹穿透到等離子體中最有效觸發(fā)ELM的位置。下一步將進行計算，討論研究由ITER中的雜質(zhì)顆粒引起的密度變化是否確實會如實驗和模擬所示觸發(fā)ELM，這項研究目前正與ITER的國際專家進行合作。

　　研究人員設(shè)想，鈹顆粒的注入只是眾多工具中的一種，包括使用外部磁鐵和注入氘顆粒，來管理像ITER這樣的圓環(huán)形托卡馬克裝置中的等離子體。

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