科學(xué)家使用微波將高能粒子保持在原位
我們都知道微波爐對烹飪爆米花有好處，但科學(xué)家們最近表明它們還可以防止等離子體中的危險波浪，并通過融合幫助產(chǎn)生干凈，幾乎無限的能量。當(dāng)快速移動的原子粒子相互撞擊并粘在一起時，就會發(fā)生融合。顆粒需要很熱才能使原子分解，留下帶電粒子的氣體，稱為等離子體。當(dāng)?shù)入x子體顆粒融合時釋放的能量可以被利用來發(fā)電。
為了利用聚變能，快速粒子可以被強磁場限制，強磁場沿著閉合路徑引導(dǎo)粒子。如果顆粒從其封閉的路徑上被撞掉，它們會使融合效率降低，甚至可能損壞融合裝置。因此，科學(xué)家們正在尋找防止高能粒子偏離航向的方法。
粒子可以從融合裝置中踢出的一種方式是通過與波相互作用。就像一條湖中的船可以被經(jīng)過的波浪推擠一樣，等離子體中的粒子可以從沿著用于限制等離子體的磁場移動的波浪中獲得能量的增強。在這里的作品中，波浪被稱為阿爾弗芬波浪，以諾貝爾獎獲得者漢斯·阿爾芬(HannesAlfvén)的名字命名。這種波對于未來的托卡馬克聚變反應(yīng)堆是有問題的，因為它們使等離子體保持熱并且經(jīng)歷融合更具挑戰(zhàn)性。
“控制這些波浪有助于我們抓住加熱聚變等離子體的快速粒子，”負(fù)責(zé)該研究的General Atomics的Michael Van Zeeland博士說。開展此項研究的國際團隊由來自全球各地的30多位科學(xué)家組成，他們共同努力開發(fā)一種方法來控制波浪。
該研究在加利福尼亞州圣地亞哥的DIII-D國家融合設(shè)施和德國的ASDEX升級設(shè)施進行，將在俄勒岡州波特蘭市的美國物理學(xué)會等離子物理學(xué)會會議上進行�？茖W(xué)家使用了一種特殊的微波，電子回旋波，它們精確地指向磁場上波的位置附近。發(fā)現(xiàn)微波可以顯著改變波浪活動 - 在某些情況下完全去除它們。
這項研究讓人們深入了解了這些特殊的微波以及它們?nèi)绾闻c磁場上的波相互作用。研究人員認(rèn)為，這些結(jié)果可以促進控制或減少磁場中波浪存在的方法的發(fā)展，并有助于繪制更有效聚變能量的路徑。
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