北京
等离子体产生的高能“阿尔法粒子”对维持持续聚变所需的超高温条件至关重要。
世界上最大的仿星器装置 —— 文德尔施泰因（Wendelstein） 7-X (W7-X) 的科学家们首次成功产生了高能氦-3离子。
科学家们在新闻稿中表示：“在全球最大的仿星器装置中，首次利用离子回旋共振加热产生了高能氦-3离子 —— 这是聚变研究的一个里程碑。”
由马克斯·普朗克等离子体物理研究所运行的先进聚变反应堆W7-X进行的这项实验，解决了利用聚变能的一个关键挑战。未来的聚变发电厂将依赖于有效约束超高温、数百万度的等离子体。
这种等离子体会产生高能的“阿尔法粒子”（即氦-4原子核），它们对于维持持续聚变反应所需的极端温度至关重要。如果这些粒子逃逸过快，等离子体就会冷却，反应便无法维持下去。
利用氦-3离子模拟条件
鉴于W7-X的实验性质以及相较于成熟聚变发电厂的缩小设计，科学家们使用更轻、能量更低的粒子来模拟这些条件。
科学家们解释说：“在实践中，更轻的氦-3离子被加速到适合此目的的能量。”
该团队采用了一种称为离子回旋共振加热（ICRH）的尖端技术来实现这一目标。
新闻稿补充道：“这类似于推秋千上的孩子：为了有效，每次推动都必须精确地与秋千的固有频率同步 —— 换句话说，必须达到共振。”
ICRH利用强大的、兆瓦级的高频波。通过将电磁波馈入含有氢和氦-4的等离子体，并将其调整到氦-3离子围绕磁力线自然回旋的特定频率（即其离子回旋频率），这些粒子便能有效地吸收能量。
新闻稿强调：“这是首次在仿星器中利用离子回旋共振加热（ICRH）产生高能氦-3离子：这是聚变研究领域的世界首创。”
“ICRH系统正在三国欧瑞吉集群（TEC）的框架下于W7-X开发和运行，由布鲁塞尔皇家军事学院等离子体物理实验室与于利希研究所IFN-1和ITE紧密合作完成。”
从核聚变到揭示宇宙奥秘
这项创新的意义远超地球范围。研究人员发现，驱动W7-X中氦-3粒子的相同共振过程，或许能解释太阳上一个令人费解的现象。
研究团队指出：“这项研究不仅有助于开发可持续能源，还出人意料地提供了关于太阳如何运作的见解。在W7-X中激发氦-3粒子的相同共振过程，也可能解释了其大气层中偶尔出现的富含氦-3的云团。”
根据理论推测，太阳中的氦-3粒子可能被自然产生的电磁波选择性加速，形成巨大的云团，其中氦-3的含量可达通常水平的10,000倍。
新闻稿总结道：“这些发现表明，聚变科学不仅在塑造未来，同时也在帮助我们解开周围宇宙的奥秘。”
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