據美國《大眾機械》網站近日報道，美國普林斯頓大學的研究者們發現了一種使用絕緣硼粉使托卡馬克核聚變反應堆更安全的方法。這項新的研究成果發表在國際原子能機構（IAEA）的《核聚變》學術期刊上。該研究來自普林斯頓大學，由美國能源部資助的普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）。

托卡馬克是一種核聚變等離子體反應堆，在其中，由電磁場約束的極熱的，帶電的等離子體旋轉著并產生幾乎無限的能量。本次普林斯頓大學的研究試驗了一種使用硼粉來避免現有等離子反應器技術基本缺陷的方式。

托卡馬克裝置中的等離子體容易揮發，從具有太陽溫度的等離子體中逃逸的粒子會與包圍托卡馬克的材料發生反應。 這會使等離子體核聚變反應停止，因為其溫度降到了有效區之外，但更重要的是，這對反應堆本身及其周圍的一切都具有極大的危險。

PPPL小組發現，雖然硼化——即使用硼涂層——有助于保持等離子體處于正確的反應狀態，但現有的方法太危險了。現有方法是使用乙硼烷氣體來達到目的，該氣體由硼和易燃易爆的氫氣制備。由于其可燃性，要使用它，科學家必須徹底停止托卡馬克，引入氣體，然后重新啟動。

為了使該過程既有效又安全，PPPL實驗室團隊測試了純硼粉和氮化硼粉的使用。 這些粉末是惰性的，這意味著它們不會與任何東西發生反應或著火。研究人員在托卡馬克運行時將這些粉末注入到裝置中，這是對使用乙硼烷氣體方式的改進。進入等離子體內部后，粉末的工作方式與氣體相同，可以將溫度保持在高性能區域內，這樣可以使等離子體更穩定并防止刮擦托卡馬克腔室的內表面。

這些粉末的使用還可以幫助科學家開發更簡單，更安全的等離子體反應形式，稱為低密度等離子體。這些等離子體可以更安全地控制，并且可以是在能源領域使用的更直接實用的反應器形式。

中國的EAST托卡馬克裝置計劃將于2020年達到2億攝氏度的高溫，這是世界同類裝置的最高水平。若此種新方法被證明有效，應用在中國的“人造太陽”上應該也有助于提高效率和安全性。至于所用的材料，也不會是太大問題，畢竟中國有著排行世界前五的硼資源。

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