乌克兰研究人员参与取得聚变发电成果 微波加热等离子体迎来突破性进展

来自乌克兰、德国和日本的等离子体物理学家合作正在激发聚变动力。尽管由于俄乌战争而被迫撤离哈尔科夫物理技术研究所，但主要作者Yurii Victorovich Kovtun与京都大学合作，利用微波创造出稳定的等离子体。

Heliotron J装置的结构。资料来源：京都大学/Heliotron J小组

质体必须保持在正确的密度、温度和时间，才能发生核聚变。包括马克斯-普朗克等离子体物理研究所在内的研究团队已经确定了等离子体生产的三个关键步骤，并利用Heliotron J设备研究核聚变等离子体放电。他们发现，在不对准磁场的情况下施加2.45GHz微波会产生密集的等离子体，这有可能简化未来的聚变研究。

(资料图片)

主要作者Yurii Victorovich Kovtun，尽管在目前的俄乌战争中被迫撤离哈尔科夫物理技术研究所，但仍继续与京都大学合作，利用微波创造稳定的等离子体。

让等离子体恰到好处是利用核聚变所承诺的大量能量的障碍之一。等离子体--离子和电子的汤--必须保持适当的密度、温度和时间，使原子核融合在一起，以达到预期的能量释放。一种配方涉及使用大型的、带有强大磁铁的甜甜圈形状的装置，这些磁铁包含等离子体，同时仔细排列的微波发生器加热原子混合物。

物理学聚变能量波的概念

聚变能源是一个迷人的、有前途的研究领域，它试图利用为太阳提供动力的相同过程来生产清洁、丰富和几乎无限的能源。

现在，京都大学先进能源研究所与哈尔科夫研究所和马克斯-普朗克等离子体物理研究所合作，利用低频率的微波功率，创造出具有聚变适宜密度的等离子体。

研究小组已经确定了等离子体生产的三个重要步骤：闪电般的气体分解、初步等离子体生产和稳态等离子体。这项研究正在使用Heliotron J进行，这是位于京都大学南部宇治校区的先进能源研究所的实验性聚变等离子体设备的最新迭代。

小组负责人长崎和信解释说："最初，我们没有想到在Heliotron J中会出现这些现象，但惊讶地发现等离子体的形成没有回旋共振。"

在几十年的经验基础上，长崎的团队正在探索Heliotron J中的聚变等离子体放电现象。

该小组将2.45GHz的微波功率的强烈爆发注入进料气体。家庭中的微波炉在这个相同的频率下工作，但Heliotron J的功率大约是10倍，而且集中在几个气体原子上。

"出乎意料的是，我们发现在没有对准Heliotron J的磁场的情况下爆破微波会产生一种放电，将电子从其原子上撕下来，并产生一种特别密集的等离子体，"长崎惊叹道。

"我们非常感谢我们的同事能够继续支持这项研究，关于这种利用微波放电产生等离子体的方法的发现可能会简化未来的聚变研究。"

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