最后，由于新的物理更新，聚变能量的力量可能会释放出来

在可再生能源的世界里，也许没有比聚变能源更雄心勃勃的目标了。 这涉及将氢原子融合形成氦——这一过程会因此产生无效的能量。 这是一种在太阳中每时每刻都在发生的反应，但在地球上复制它是一个乏味且罕见的过程。 然而，如果我们成功了，我们将能够获得满足我们不断增长的能源需求的清洁可再生电力来源。

为此，研究人员正在研究一种称为“点火”的现象，即聚变反应堆产生的能量超过了产生初始反应所需的能量。 为实现这一目标正在进行一些重大尝试，包括法国的国际热核实验反应堆（ITER）。 这项工作在称为托卡马克的机器中使用强大的磁铁来产生使用氢燃料产生的过热等离子体。

但这里有一个问题：在一切开始出错之前，你只能在托卡马克中放入这么多的氢燃料。

瑞士等离子体中心的研究员保罗·里奇说：“在托卡马克内部制造等离子体的一个限制是可以注入其中的氢燃料量。” 他在新闻稿中说. “从聚变的早期开始，我们就知道，如果你试图增加燃料的密度，在某些时候就会出现我们所说的‘湍流’——你基本上完全失去了俘获，等离子体会流向哪里它是。”

为了解决这个问题，科学家们开始寻找不同的方程式来测量在扰动前托卡马克可以容纳的最大氢气量。 坚持它并成为聚变研究世界中流砥柱的定律之一被称为“格林沃尔德极限”，它指出托卡马克可以使用的燃料量与机器的半径直接相关。 ITER 背后的研究人员甚至根据该定律构建了他们的设备。

但是，即使格林沃尔德的极限也不完美。

加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的实验物理学家 Alex Zelstra 告诉 The每日野兽。在一封信中。 “这些非常有用，但在我们有试验数据的情况下应用它们时，我们总是需要小心。”

这就是为什么里奇和他的团队挑战这种坚定的信念 新文章 发表于 5 月 6 日的杂志 物理审查信。 在其中，他们假设格林沃尔德极限实际上可以提高近两倍——几乎是进入托卡马克以产生等离子体的氢燃料量的两倍。 他们的发现可以为未来的聚变反应堆（如目前正在开发的 ITER 反应堆的继任者）等未来聚变反应堆最终实现点火奠定基础。

“这很重要，因为它表明你可以在托卡马克中达到的强度随着你运行它所需的功率而增加，”里奇说。 “事实上，DEMO 将在比目前的托卡马克和 ITER 更高的功率下运行，这意味着您可以在不降低输出的情况下增加更多的燃料密度，这与格林沃尔德定律不同。这是一个非常好的消息。”

Zylstra 认为该团队的发现很重要，因为它揭示了为什么聚变反应堆也有限制。 它还指出，诸如 ITER 或 DEMO 之类的托卡马克设计可以“比以前认为的限制更少”。 随着燃料密度翻倍，这可以显着提高托卡马克的功率输出 – 最终让我们点燃。

“聚变是一个非常具有挑战性的问题——从科学和技术上来说，要使聚变的力量成为现实，需要一步一步地取得许多进步，”Zilstra 补充道。 “如果这项研究得到进一步验证，特别是在像 ITER 这样的机器上，它肯定会帮助磁聚变界设计和改进未来的实验设施和发电设计。”