据美国《大众机械》网站近日报道，美国普林斯顿大学的研究者们发现了一种使用绝缘硼粉使托卡马克核聚变反应堆更安全的方法。这项新的研究成果发表在国际原子能机构（IAEA）的《核聚变》学术期刊上。该研究来自普林斯顿大学，由美国能源部资助的普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）。
托卡马克是一种核聚变等离子体反应堆，在其中，由电磁场约束的极热的，带电的等离子体旋转着并产生几乎无限的能量。本次普林斯顿大学的研究试验了一种使用硼粉来避免现有等离子反应器技术基本缺陷的方式。
托卡马克装置中的等离子体容易挥发，从具有太阳温度的等离子体中逃逸的粒子会与包围托卡马克的材料发生反应。 这会使等离子体核聚变反应停止，因为其温度降到了有效区之外，但更重要的是，这对反应堆本身及其周围的一切都具有极大的危险。
PPPL小组发现，虽然硼化——即使用硼涂层——有助于保持等离子体处于正确的反应状态，但现有的方法太危险了。现有方法是使用乙硼烷气体来达到目的，该气体由硼和易燃易爆的氢气制备。由于其可燃性，要使用它，科学家必须彻底停止托卡马克，引入气体，然后重新启动。
为了使该过程既有效又安全，PPPL实验室团队测试了纯硼粉和氮化硼粉的使用。 这些粉末是惰性的，这意味着它们不会与任何东西发生反应或着火。研究人员在托卡马克运行时将这些粉末注入到装置中，这是对使用乙硼烷气体方式的改进。进入等离子体内部后，粉末的工作方式与气体相同，可以将温度保持在高性能区域内，这样可以使等离子体更稳定并防止刮擦托卡马克腔室的内表面。
这些粉末的使用还可以帮助科学家开发更简单，更安全的等离子体反应形式，称为低密度等离子体。这些等离子体可以更安全地控制，并且可以是在能源领域使用的更直接实用的反应器形式。
中国的EAST托卡马克装置计划将于2020年达到2亿摄氏度的高温，这是世界同类装置的最高水平。若此种新方法被证明有效，应用在中国的“人造太阳”上应该也有助于提高效率和安全性。至于所用的材料，也不会是太大问题，毕竟中国有着排行世界前五的硼资源。
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