物理学家更正了核聚反应的基础公式，据此公式能量可加倍爆发

格林沃华德公式的最新工作将使核聚变反应生成更多能量

（这个双坚果形状的TCV聚变容器内部可包含过热氢气等离子体，并且免受外壁在强磁环境中被破坏。图片拍摄者：EPFL菏泽阿联）

将来聚变反应可以生成比之前预想的更多的能量，这些都要归功于新研究发现了反应基础公式的一项错误。

由位于École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)的史密斯普拉斯玛中心领导的核聚研究，确定了最大氢燃料密度是“格林霍华德极限”的两倍，格林霍华德极限是一项30余年前的研究中的某项评估内容。

瑞士普拉斯玛中心的物理学家保罗理查Paolo Ricci说，聚变反应可由测量富氢等离子体密度而准确工作，而富氢等离子体密度远比格林霍华德极限理论高，这将影响到南的大工程“行途计划ITER”实施，并极大的影响下一代的行途计划ITER（可控能量工厂DEMO）设计。

理查Ricci告诉现场科学家“准确能量值取决于反应时能量，粗略估计，增加值约为“行途计划ITER”的两倍。

理查Ricci是研究项目的其中一位领导者，其在有三个不同的聚变反应器项目（第一个是EPFL’s Tokamak à Configuration Variable (TCV)，第二个是位于英国的联合Torus即JET，第三个是在德国Garching的Max Experiment等离子体物理研究院进行的Axially 半球试验更新任务），并且其已经结合热射理论进行了一年的试验工作。

他也是在5月6日的发现物理评论期刊中发表论文的主要作者之一。

将来聚焦

双层坚果形状被认为是最适合核聚变反应的装置之一，期待其将来可以生成网格状能量电子。

科学家用超过50年的时间使控制聚变反应成为现实。不像核裂变，仅使能量爆闪成非常大的原子核碎片，而核聚变可以把非常小的核聚变联结在一起。

聚变过程比裂变过程生成更少的运动波浪费，并且富核氢离子燃料更易获得。

比如太阳这一同样能量恒星就像一个“恒星罐头”可以很好的控制了聚变反应，但比如地球，因为其球心压力大，需要达到比在太阳上更高的温度以引发聚变反应。

在瑞士Lausanne的TCV试验任务就是检测氢等离子体的运动轨迹，并作为将来聚变反应器的燃料。（图片拍摄：EPFL/SPC/Curdin W）

比如在TCV任务中的内部温度，比216000000华氏温度（约120000000℃）高-大约是太阳聚变反应核心温度（约为27000000F即15000000℃）

现代科学报道，一些聚变反应项目现在在更新的平台上运作，一些研究者认为生成结构化电子的启动工作可能于2030年开始。

世界上超过30个政府组织也在组建“行途计划”（拉丁语中Iter即道路、行途的意思），并预计于2025年生成试验等离子体。

然而“行途计划”的设计初衷并不是生成电子等离子体，而是基于“行途计划”的称为可控能量反应器装置，现在被研发设计并将于2051年开始工作。

等离子体问题

最新的核心计算公式是格林霍华德极限公式，这项公式是以MIT的物理学家马丁霍华德命名的，其于1988年推导出了此项公式。

研究学家试图找到为什么在一定点增加燃料密度时聚变等离子体很易变得难以控制（这些粒子扩展了项目反应器中的外部磁领域，而其本应在试验容器内部）。霍华德基于镜像半径原理推导出一个试验极限（双层坚果型反应器内部圆尺寸）以及穿越等离子体的电子流。

尽管科学家们长期质疑格林霍华德极限的准确性，但30多年来它仍然是聚变反应的基础公式，Ricci如是说，并且它也是“行途计划”的指导原则。

行途计划中的核心装置-高电磁能量装置，即指引了等离子体流，同时主导重塑了反应中的等离子体。

基于格林霍华德分离极限试验和理论研究结果显示，更高的燃料能量密度将增加设计装置的容积，并影响后继的可控能量反应器的设计。

关键研究发现等离子体可作为能源替代巨大的燃料密度作为聚变反应的增加输出能量。

但仍不清楚这一大量的燃料密度的巨幅增加有多少，并且有多少将影响反应器能量输出，但很肯定的是这一发现意义重大，并且研究显示更高的燃料密度将使聚变反应更易发生。

这一研究发现使得安全、可替代的聚变条件更易达到，并且也能达到你想要得到能量的最大值，总而言之聚变反应器将在合适的区间发挥作用。

BY:Tom Metcalfe

FY: 何丹怀

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来源: 天文在线