开发了有利于氢负离子束的新等离子体源

东北大学的研究人员发现了一种新的等离子体波现象，导致聚变等离子体加热的负离子源的发展。

在K. Takahashi副教授和A. Ando教授的带领下，该团队根据目前发现的等离子体波物理学展示了相邻的高低电子温度等离子体。

利用氢/氘(H / D)负离子源开发中性束注入(NBI)加热系统对于聚变等离子体反应器是重要的，这是未来能源资源问题的潜在解决方案之一。必须维持在1.2000亿摄氏度(> 10keV)以上的非常高温的等离子体状态以维持聚变反应; NBI系统在加热等离子体中起着重要作用。一旦在低温等离子体源中产生负离子，它们就作为高能束静电提取。然后通过气体中和器系统中和负离子并注入磁约束等离子体核心。

负离子的种子是H / D正离子或原子，其可以通过与高温电子(~10eV)和H / D分子的碰撞产生。另一方面，众所周知，高能电子会破坏负离子。因此，用于种子生产的高电子温度区域接近于用于维持负离子的低温区域是有利的。通过新发现的波浪行为在本实验中实现了这种不一致的情况。

研究人员发现，等离子体产生的射频波，称为螺旋波，由折射率的局部变化(图中的等高线图)反映出来，这是由快速弯曲的磁场结构引入的(图中的白色箭头) 。尽管在源的下游没有轴向物理边界，但是波将弯曲的磁场结构识别为边界并在那里被反射(图中的黑色箭头)。

作为波反射的结果，在垂直磁场的上游产生产生高温电子的驻波。由于波能不能进入垂直磁场内，垂直磁场也起到分离高能和低能电子的作用，因此可以在垂直磁场的下游获得低温电子。

实验刚刚开始，目前仅显示低温等离子体的产生; 关于负离子产生和光束提取的详细研究将在下文进行。除了应用于负离子源之外，基于波动物理学的上述等离子体源将为等离子体处理装置提供各种应用。