人類可能永遠無法馴服太陽，但氫等離子體（佔太陽內部的大部分）可以被限制在磁場中，作為核聚變發電的一部分。一個國際研究小組發現了一種預測和控制核聚變反應堆中氫分子旋轉溫度的方法。

京都大學的研究人員建立了一個模型，用於預測和控制聚變反應堆中氫分子的旋轉溫度。這一發現有助於冷卻等離子體和優化聚變裝置的性能，為未來聚變發電的進步提供了啟示。

託卡馬克–甜甜圈形核聚變反應堆中封閉的極高溫等離子體通常高達1 億攝氏度，會對這些巨型裝置的封閉壁造成損壞。研究人員在裝置壁附近注入氫氣和惰性氣體，通過輻射和重組冷卻等離子體，這與電離作用正好相反。減輕熱負荷對於延長未來聚變裝置的使用壽命至關重要。

了解和預測氫分子在器壁附近的振動和旋轉溫度過程可以增強重組，但有效的策略仍然難以捉摸。

在三個不同的託卡馬克中測量了從面向等離子體表面解吸的氫分子的旋轉溫度；還評估了等離子體中碰撞輻射過程導致的溫度升高。圖片來源：KyotoU Global Comms/Taiichi Shikama

京都大學領導的一個國際研究小組最近找到了一種方法，可以解釋在日本和美國的三個不同實驗聚變裝置中測得的旋轉溫度。他們的模型評估了氫分子的表面相互作用和電子-質子碰撞。

模型的通訊作者、京都大學工學研究院的Nao Yoneda 補充說：”在我們的模型中，我們針對低能級的旋轉溫度進行了評估，使我們能夠解釋幾個實驗裝置的測量結果。”

通過預測和控制壁面附近的旋轉溫度，研究小組能夠驅散等離子體熱通量並優化裝置的工作條件。

“我們仍然需要了解氫的旋轉振動激發機制，”Yoneda 說，”但我們很高興，我們模型的多功能性也使我們能夠再現文獻中報告的測量旋轉溫度。”