本文来自中国科学院国家科学图书馆《科学研究动态监测快报》“先进能源科技专辑”，由国家能源局向本网供稿。请广大网民参考。

    日前，DIII-D国家聚变设施的研究者在寻求产生核聚变能的过程中证实了一些长期存在的理论推测。这些推测表示：在托卡马克试验中，可同时达成性能、效率和可靠性目标。现在，他们的实验已经成功证实这些条件是相互作用的。这些新的研究成果将在2009年11月2~6日召开的美国物理学会等离子物理分会第51届年会上公布。

当核聚变能在实验室产生时，能量性能主要通过等离子体（氢的同位素加热到10×10⁶℃温度时释放的电离气体）的温度、密度来决定。因为温度太高，热等离子体只能限制在磁约束核聚变装置的磁场中。

过去十年以来，科学家已经在实现高压以延长核反应时间方面的研究方面取得了巨大进步；而DIII-D国家聚变设施研究者所开展的这个实验的关键在于证实了依靠磁约束聚变装置内膛壁可以提高等离子体高压稳定性的理论预测。

一旦等离子体达到足够的热量和密度就会发生聚变，产生大量的高能氦离子（又称为阿尔法粒子）。为了达到最佳效率，这种自产生的热量必须“装”在磁约束聚变装置的“磁瓶子”中。许多模型已经预测到磁约束聚变装置中因湍流产生的热损对磁场情况变化会非常敏感。科学家最近发现在相同装置中较高压力将减小湍流的发生。因此，可以认为性能和效率之间是相互促进的关系。

有趣的是，等离子体产生的湍流涡旋也能影响高能氦核的离子热。最近有理论研究表明这些高能粒子不仅可“感受”到湍流的差别，本身还能激起大的旋涡。虽然一些小尺度的湍流涡旋产生的小的高能阿尔法粒子传输被认为可以忽略掉，但是一些大涡旋却能充分增加这种传输；随着阿尔法粒子的冷却，其传输将与本底水平相类似。

磁约束聚变装置要尽可能长时间地保持一定热量和密度的等离子体，以保证可靠性。最近研究表明磁约束聚变装置的等离子区符合下面的顺序关系：高压=>产生更多自生电流有助于控制等离子体=>更少地依靠外部控制=>更长的脉冲（包括潜在的稳态）运行=>较高可靠性。

经过了数十年对改进聚变等离子体的行为和产出研究后，科学家发现了高性能、最佳效率和高可靠性同时存在的这种自然规律，这将有助于未来核聚变电站的设计。(魏凤  摘译)