仿星器粒子泄漏难题获重大突破 新理论破解关键瓶颈

2025-05-15 14:27来源:科技日报

 美国得克萨斯大学奥斯汀分校、洛斯阿拉莫斯国家实验室和第一型能源集团的研究团队近日取得重要突破,开发出一种更快速、更精准的方法来修复聚变反应中的磁场缺陷。这项研究解决了仿星器设计中长期存在的粒子泄漏定位难题,相关成果发表在《物理评论快报》杂志上。 仿星器是一种采用环形设计的聚变反应堆,通过外部绕组产生的磁场来约束等离子体和高能粒子。然而,磁场中存在的微小"缝隙"会导致α粒子逃逸,影响聚变反应的维持。传统方法采用牛顿定律进行缝隙定位,不仅计算量大、速度慢,而且设计过程需要反复测试数百种磁线圈变体。虽然微扰理论能简化计算,但精度不足制约了仿星器的研发进度。 研究团队基于对称理论提出全新方法,能够更精确地识别粒子泄漏点。这一突破不仅显著提升了反应堆的安全性和运行效率,还将仿星器的研发速度提高了10倍。该方法还可应用于托卡马克装置,解决其高能电子泄漏问题。研究人员表示,这一成果攻克了仿星器自20世纪50年代提出以来面临的最大技术障碍,为聚变能源发展提供了重要支持。

新理论解决“仿星器”粒子泄漏研究难题

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