太陽等恆星聚變產生的能量，可以用“源源不斷”來形容。如果人類有朝一日能夠掌握可控核聚變技術，那生活將變得無限美好。問題在於，聚變使用的等離子體，本質上就是不穩定的。在大量噴發的情況下，還會損壞反應容器。好消息是，來自普林斯頓大學等離子體物理實驗室（PPPL）的物理學家們，已經找到了一種應對“大爆發”的新方法。

（圖自：General Atomics，via New Atlas）

具體說來是，通過注入微小的鈹粒子來觸發大量的“小火山”噴發，即可緩解核聚變等離子體的大爆發。

據悉，聚變與裂變的反應基本上相反。目前世界各地的核電廠，利用的都是裂變產生的能量。

在裂變發生的時候，原子會釋放出能量。但聚變的時候，融合的原子核會釋放出更加清潔、安全、高效的能量。

通常情況下，核聚變需要在被稱作託卡馬克的空心圓環狀反應堆中進行，裡面充滿了與太陽一樣熱的等離子體。

正如你所期望的那樣，要讓’人造太陽’維持聚變所需的強大壓強和溫度，是需要付出巨大努力的。

然而被稱作邊緣局域模（ELM）的噴發，可能對聚變反應堆的壁壘造成損壞，不僅降低了安全性、還需要頻繁地更換部件。

（研究配圖- 1）

鑑於ELM 很難被消除，PPPL 研究人員轉念想到了可控抑制的路子。團隊發現，通過創建一系列小型的ELM，可以防止更大、更具破壞性的ELM 的產生。

這些較小的噴發可以通過定期將沸石顆粒注入沸騰的等離子體中來觸發，目前研究團隊正在測試該技術是否適用於當前正在法國製造的託卡馬克裝置（ITER）。

（研究配圖- 2）

計算機模擬顯示，厚度1.5 毫米左右的鈹顆粒，能夠有效地深入到等離子體中、並觸發ELM 。之後，研究團隊在位於圣迭戈的國家聚變裝置（DIII-D）上進行了物理實驗（同為託卡馬克）。

研究人員借助與ITER 相同的磁場方式來約束等離子體，並註入了碳、鋰、碳化硼顆粒。這些顆粒均為輕金屬，具有與鈹相似的特性，首批實驗的結果似乎相當成功。

（研究配圖- 3）

研究合著者Rajesh Maingi 表示：“這是我們首次嘗試弄清楚這些雜質顆粒是如何深入ITER，並在特定的溫度、密度、壓強條件下作出改變，以觸發ELM ”。

團隊表示，鈹顆粒有望成為諸多託卡馬克裝置最理想的等離子管理工具，其它工具包括外部磁鐵和氘顆粒注射。下一步，他們將嘗試在英國JET 等託卡馬克裝置上展開測試。

有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《核材料與能源》（Nuclear Materials and Energy）期刊上。原標題為：

《Supplemental ELM control in ITER through beryllium granule injection》