展示了融合设施中的第一个热等离子体边缘

磁约束聚变能量面临的两个主要问题是使得容纳聚变反应的装置的壁能够在高能粒子的轰击中存活，并且改善反应所需的等离子体的限制。在美国能源部(DOE)的普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)，研究人员发现用锂(一种轻的银色金属)涂覆托卡马克墙可以在两个方面取得进展。

最近在锂托卡马克实验(LTX)上进行的实验表明，锂离子涂层可以产生从等离子体的热中心核心到正常冷却的外边缘一直保持恒定的温度。该研究结果证实了高边缘温度和恒定或接近恒定的温度曲线的预测，这是由于锂能够保持杂散等离子体颗粒免于从托卡马克的墙壁回到等离子体边缘的冷却 - 或再循环 - 冷气体。

接近1亿摄氏度

融合设备将在接近1亿摄氏度的温度下运行，比太阳的1500万度核心更热。等离子体的边缘，距离1亿度核心仅几米，通常是相对较冷的几千度，如荧光灯泡内的电离气体 - 或等离子体。“这是有史以来第一次有人通过实验证明等离子体的边缘可能因回收减少而保持热量，”物理学家丹尼斯博伊尔说，他在7月5日在线发表在物理评论快报杂志上的一篇论文的第一作者。这项工作的支持来自美国能源部科学办公室。

较热的边缘可以以多种方式改善等离子体性能。防止再循环气体冷却边缘减少了必须施加的外部加热量以保持等离子体足够热以进行熔合，从而使反应器更有效。“如果边缘很热，它会扩大可用于融合的血浆体积，”Boyle说，“并且缺乏温度梯度可以防止不稳定性降低等离子体的限制。”

Boyle解释说，研究人员用固体锂进行了这组实验，但液态锂涂层可以产生类似的结果。长期以来，物理学家一直使用两种形式的锂来涂覆LTX的壁。由于流动的液态锂可以吸收热的颗粒，但在被它们撞击时不会磨损或破裂，它也会减少对托卡马克墙的破坏 - 这是融合的另一个关键挑战。

升级下一步

物理学家在升级LTX之前进行了最近的研究，目前正在进行中。升级将增加一个中性光束注入器，为等离子体的核心提供燃料，并提供更多的加热和等离子体密度，以测试锂是否能够在更接近实际聚变反应堆的条件下保持温度恒定。

实现恒定温度曲线是LTX的主要目标。作者写道，实现这一目标“可以为融合装置提供新的，潜在的高性能血浆方案”。下一步将是看看是否可以实现这样的制度。