物理学家破解核聚变之谜

　　有一种理由认为，用几十年时间开发核聚变反应堆来发电， 是因为物理学家不完全明白，反应堆内的高温等离子体是怎么回事。在一定条件下，也就是核聚变反应发生的地方，这些等离子体会消失，时间不到一毫秒。

　　有一种新的理论，开发研究人员来自美国能源部普林斯顿大学等离子体物理实验室(PPPL：Princeton Plasma Physics Laboratory)，这一理论解释了在等离子体消失之前发生了什么。这种解释有助于工程师设计出更好的反应堆。而且有助于他们提高反应堆的输出功率，也许可使产生的电力提高一倍，从而使核聚变反应堆更经济。

　　研究人员已经取得了很多进步，在聚变技术上，从1970年起，实验性核聚变反应堆产生的能量提高了12个量级，大于超过了同期芯片处理能力的提高，马丁•格林沃尔德说，他是麻省理工学院的聚变研究人员。但是，尽管核聚变研究反应堆有这些进步，它们仍没有用，它们产生的能量不如它们消耗的多，而且不能连续运行，这两者都是一个发电厂所必须的。

　　这项新的研究，就像核聚变研究领域的很多这样的研究一样，是朝着实用聚变发电迈出了一步，但是，仍然无法解决所有问题。实验表明，反应堆中等离子体的密度存在一个实际限度。超过一定的密度，等离子体就变得不稳定，会消耗能量，并消失掉。因为研究人员不明白这到底是什么原因造成的，因此就很难预测什么时候会发生崩溃，因此，在实验反应堆中，研究人员就避免接近这个限度。

　　普林斯顿大学的这项研究使工程师们可以更好地预测反应堆中会发生什么，有可能让他们设计出一些反应堆，更接近理论上的等离子体最佳密度。反过来，就会增加聚变电厂的发电量。

　　根据研究人员的理论，等离子体中会形成孤立体，这些孤立体会冷却，从而导致等离子体中消失。这些孤立体很容易识别，可以选择性地用微波加热，研究人员认为，这可能会使等离子体保持稳定。

　　大卫•盖茨(David Gates)是普林斯顿大学等离子体物理实验室首席科学家，也是这一项目的主要研究人员，他说，他预计，今年他们能够在研究性反应堆中测试这一理论。

　　虽然理论上是合理的，但是格林沃尔德说，它不能解决反应堆的所有问题。它只能解释部分机制，这些机制限制着等离子体的密度。而研究人员还需要解决很多实际问题，之后，优化能量密度才会成为一个问题，他说。

　　解决这些问题，需要结合更好的理论，更强大的计算能力，更好的算法以及更大的实验。这就是为什么研究人员仍然表示，实用性聚变电厂仍然需要几十年。

　　等离子体中会形成孤立体，这些孤立体会冷却，从而导致等离子体中消失。这些孤立体很容易识别，可以选择性地用微波加热，研究人员认为，这可能会使等离子体保持稳定。