科学家已经发现了一种非常简单的方法来抑制常见的不稳定性，这种不稳定性可以阻止聚变反应并破坏反应堆的壁，从而形成“罐中的星星”。该研究结果于6月发表在“ 物理评论快报”上，源自美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)国家球形环实验升级(NSTX-U)的实验。
受抑制的不稳定性被称为全局Alfvén本征模式(GAE) - 一种常见的波状干扰，可导致聚变反应失效。最近安装了第二个中性束注入器，作为NSTX-U升级的一部分，实现了抑制。来自第二个喷射器的少量高能粒子能够关闭GAE。
类似蛇或龙
这种不稳定性类似于吞下自己尾巴的蛇或龙。搅拌GAE是加热等离子体的相同的中性束粒子，其被电离成电子和离子，或原子核，在气体内部。一旦被这些快离子触发，GAE就会上升并将它们驱出，冷却等离子体并停止聚变反应。
抑制这种唤醒的是来自第二喷射器的射束，其以较大的俯仰角在大致平行于限制热气体的磁场的方向上流过等离子体。物理学家将这种光束称为“外侧”以将它们与原始NSTX-U喷射器产生的“内侧”光束区分开来，这些光束以更垂直的方式流过等离子体和磁场。
注入外侧梁在几毫秒内抑制了GAE。来自光束的快离子与来自内侧光束的快离子结合，以增加离子的密度并改变它们在等离子体中的分布。突然的改变降低了离子密度的梯度或斜率，没有它，GAE就不能形成并波动通过等离子体。
融合发展的好消息
这些显着的结果对融合发展来说是个好消息。NSTX-U的研究负责人Jonathan Menard说：“通常情况下，当你注入高能粒子时，就会增加不稳定性。” “第二个中性光束能够通过用少量粒子改变快离子分布来关闭它们，这为我们的研究提供了灵活性，这是一个值得欢迎的发现。”
结果验证了由PPPL物理学家Elena Belova开发的称为“HYM”的计算机代码的预测，并且可以证明对法国正在建设的国际聚变设施ITER有用，以证明能够限制燃烧的等离子体并产生10倍的能量而不是它消耗。
该研究的主要作者，物理学家埃里克弗雷德里克森说：“这项研究表明只有少量高能粒子能抑制GAEs。” “通过使用这些代码，可以为ITER提供合理的GAE稳定性预测。”