託卡馬克裝置是用於融合磁約束的裝置。 在這些反應中，強大的磁場被用來控制和控制反應堆堆芯中的熱聚變燃料等離子體。 通過中性束注入或射頻加熱將等離子體加熱到高溫。 主要目標是保持穩定的等離子體狀態，在這種狀態下聚變反應可以連續發生，從而提供無限的能源。
橡樹嶺國家實驗室 (ORNL)、普林斯頓等離子體物理實驗室 (PPPL) 和託卡馬克能源有限公司的科學家最近進行的一項研究標誌著聚變能研究取得重大突破。 該團隊達到了近 100 億攝氏度的溫度，這是核聚變發電廠生產商業能源所必需的。
此外，他們在緊湊型託卡馬克中實現了高溫，這是以前沒有人做過的！
在這項研究中，科學家們專注於改善名為 ST40 的高場球形託卡馬克 (ST) 的運行條件。 與其他熱核設備相比，ST40 設備以其更小的尺寸和球形等離子體而著稱。
該團隊使用的方法類似於 1990 年代在 TFTR 託卡馬克中使用的方法，該方法產生了超過 10 萬瓦的聚變功率。 ST40 在強度略高於 2 特斯拉的環形（環形）磁場中運行。
為了加熱等離子體，該團隊使用了 1,8 萬瓦的高能中性粒子。 儘管等離子體放電，即熱核反應活躍發生的時期，只持續了 0,15 秒，但核心中離子的溫度卻達到了 100 億多攝氏度以上。
為了測量離子溫度，該團隊使用了 PPPL 開發的 TRANSP 傳輸代碼。 該代碼很有用，因為它考慮了雜質和氘（聚變反應堆中使用的主要燃料）的測量溫度曲線。
他們發現雜質的溫度範圍超過 8,6 keV（約 100 億攝氏度），而氘的溫度範圍接近這個值。 這一發現表明，實驗中使用的加熱方法可有效實現所需的高溫。
該結果為基於緊湊型球形高場託卡馬克的熱核電站的未來發展帶來了樂觀。 這些進步可能會在聚變能領域帶來更高效和經濟上可行的解決方案，為可持續和清潔能源生產提供一條有前途的道路。
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