锂可以降低聚变等离子体的不稳定性“开元7818网页版”

【简要】科学家们找到，当将锂粉涂覆于“稍滤器”的钨等离子体面向组件时，它可以避免边缘局域化模式（ELMs）的不稳定性。【图注】该图表明了两个锂喷射器的方位以及锂流经前后的等离子体彩色图像。红色回应氘和锂收到的光，而黄色和橙色回应锂线升空的光。

作为智能手机电池的一个组成部分，锂元素也在洗手核聚变能的发展中充分发挥着最重要起到。科学家们找到，当锂电池用作核聚变装置中的钨表面时，锂可以增加等离子体中的周期性不稳定性，防止损毁反应器壁。

美国能源部（DOE）Princeton等离子体物理实验室（PPPL）的科学家和中国实验先进设备超导Tokamak（EAST）的合作研究结果证明，锂粉可以避免称作边缘局域化模式（ELMs）的不稳定性可用作涂覆“稍滤器”的钨等离子体面向的组件——该装置由等离子体的废热和粒子排泄，以增进聚变反应。如果钨等离子体分开不存在，这种不稳定性不会伤害稍滤器并使其无法展开聚变反应告终。而对于计划将钨用作专用锂稍滤器的未来器件来说，这称得上一个好消息。

过去在EAST上用于锂粉的实验证实了，金属可以增加在等离子体外缘所再次发生的，伤害稍滤器的ELMs周期性愈演愈烈的频率和强度。当等离子体转入低容许模式的高能量状态或H模式时，ELMs不会有规律地发展，H模式可以更加有效地在等离子体中储存热量。

ELMs还不会获释大量的热，伤害面向等离子体的组件，并释放出来可入侵等离子体的风化材料并加热聚变反应。在过去的实验中，EAST的上下稍滤器红色了轻质多孔碳而非重金属钨。中国科学院的等离子体物理研究所胡健生与PPPL物理学家RajeshMaingi说道：“所以，问题在于锂否对钨壁具有某种程度的效果。”最近对德国的Axi－升级平面分流器实验（ASDEX－U）等其他环形tokamaks的研究指出，钨做成的等离子面向部件实质上减少了锂涂层掌控ELMs的能力。

与通过重力流经到EAST实验中的锂粉比起，该实验可通过大较慢粒料将锂流经到ASDEX－U中。在最近的实验中，研究人员操控EAST内的等离子体，以便在tokamaks内两个稍滤器的上部消耗其余热，与由碳所做成的下稍滤器有所不同，上稍滤器是由钨所做成的。结果表明，与等离子体认识的锂离子流经到等离子体中时，锂的获释量与锂离子的谶热量一样多。

物理学家现在已愈发坚信，只要将其设计为与锂相容，才可将目前尚能用作增加融合机器的ELMs技术，在未来更加大型机器中逐步减少其使用率。研究小组认为，随着实验的进展，避免ELMs将显得更为更容易，这指出随着时间的流逝，避免锂离子有可能必须较少的锂。因此，科学家们企图谋求一种方法来调节流经到等离子体中的锂的量，一旦ELMs消失以掌控锂的存量和优化等离子体的性能，即有可能减少其流经速率。

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