科学家们发现了一种数学捷径，可以帮助利用聚变能，这是一种潜在的清洁电力来源，可以减轻洪水、热浪和气候变化带来的其他日益严重的影响。该方法使研究人员能够更轻松地预测仿星器(一种旨在重现为太阳和恒星提供动力的聚变能的扭曲装置)能够在多大程度上保留对聚变反应至关重要的热量。

该技术测量仿星器的磁场如何很好地保持等离子体中移动最快的原子核，从而提高整体热量并有助于聚变反应。但科学家如何才能找到一种能够容纳尽可能多热量的形状呢?

寻找能够保持热量的磁笼

美国能源部(DOE)普林斯顿等离子体研究所等离子体物理学研究生AlexandraLeViness表示：“我们无法模拟所有可能磁场中所有单个粒子的运动，这需要几乎无限的计算能力。”物理实验室(PPPL)。“相反，我们必须走捷径，”在《核聚变》杂志上报告这一结果的论文的主要作者LeViness说。

“这项研究表明，我们可以通过计算一些更简单的东西来找到限制热量的最佳磁场形状——快速粒子从等离子体中心的弯曲磁场表面漂移多远，”莱维尼斯说。“这种行为用一个称为伽马C的数字来描述，我们发现它与等离子体限制一致对应。”

事实上，这条捷径推进了未来仿星器的研究，莱维尼斯说，“因为留在等离子体中心的快速移动粒子越多，燃料就越热，仿星器的效率就越高。”

聚变通过以等离子体形式结合轻元素来释放大量能量，等离子体是由自由电子和原子核组成的热带电物质状态，构成了可见宇宙的99%。世界各地的科学家正在寻求利用聚变反应来创造几乎取之不尽用之不竭的安全清洁能源来发电。

PPPL拥有半个多世纪的经验，致力于开发理论科学知识和先进工程，使核聚变能够为美国和世界提供动力。与此同时，该实验室长期以来一直将等离子体宇宙的基本科学认识从实验室尺度提升到天体物理尺度。

仿星器由PPPL创始人莱曼·斯皮策(LymanSpitzer)在20世纪50年代开发，其运行不会像被称为托卡马克的甜甜圈形聚变装置那样面临破坏性中断的风险。但仿星器长期以来一直无法像具有类似磁场的托卡马克一样保持热量。

哥伦比亚大学应用物理学助理教授伊丽莎白·保罗(ElizabethPaul)表示：“但是，利用莱维尼斯研究的技术，我们已经能够像托卡马克一样找到含有热量的仿星器的磁性结构。”普林斯顿大学前校长研究员保罗说：“这对仿星者来说更具挑战性，但莱维尼斯已经证明了这是可能的。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：