“這就是這項工作的特別之處，這種方法可以保持高性能等離子體，同時控制等離子體核心和邊緣的不穩定性。這種同時控制尤為重要，也很難做到。”美國能源部（DOE）普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）的約瑟夫-斯奈普斯（Joseph Snipes）說，他是普林斯頓等離子體物理實驗室託卡馬克實驗科學部副主任，也是論文的共同作者之一。

PPPL物理學家Seong-Moo Yang領導的研究團隊橫跨美國和韓國的多個機構。楊說，這是首次有研究團隊驗證了一種系統的方法來調整磁場缺陷，使等離子體適合用作電源。這些磁場缺陷稱為誤差場。”我們的新方法能確定最佳誤差場校正，從而提高等離子體的穩定性，”Yang說。 “事實證明，這種方法能在不同的等離子體條件下增強等離子體的穩定性，例如，當等離子體處於高磁約束和低磁約束條件時。Yang 在DOE 的國家研究SLAM 上介紹研究成果。難以糾正的錯誤誤差場通常是由容納等離子體的裝置（稱為託卡馬克）的磁線圈中的微小缺陷造成的。到目前為止，誤差場只被視為一種麻煩，因為即使是非常小的誤差場也會導致等離子體中斷，從而停止聚變反應，並可能損壞聚變容器的內壁。因此，核融合研究人員花費了大量的時間和精力，精心尋找修正誤差場的方法。Yang說：”要消除現有的誤差場是相當困難的，因此我們可以在核融合容器周圍施加額外的磁場，而不是修復這些線圈的不規則性，這一過程被稱為誤差場校正。”過去，這種方法也會傷害等離子體的核心，使等離子體不適合用於聚變發電。這次，研究人員能夠消除等離子體邊緣的不穩定性，並保持核心的穩定性。這項研究是PPPL 研究人員如何縮小當今核融合技術與將核融合發電引入電網所需技術之間差距的最佳例證。”這實際上是打破系統對稱性的一種非常有效的方法，因此人類可以有意降低封閉性。這就好比在氣球上開一個很小的洞，這樣氣球就不會爆炸了，”PPPL 的研究人員兼論文合著者SangKyeun Kim 說。就像空氣會從氣球上的小孔漏出一樣，誤差場也會漏出極少量的等離子體，這有助於保持其整體穩定性。同時管理等離子體的核心和邊緣管理核融合反應最困難的部分之一是讓等離子體的核心和邊緣同時表現良好。這兩個區域的等離子體溫度和密度都有理想的區域，要達到這些目標，同時消除不穩定性是非常困難的。這項研究證明，調整誤差場可以同時穩定等離子體的核心和邊緣。透過仔細控制託卡馬克線圈產生的磁場，研究人員可以抑制邊緣不穩定性（也稱為邊緣局部模態（ELM）），而不會造成混亂或嚴重的約束損失。論文作者、PPPL 職員研究物理學家胡啟明說：”我們正在努力保護該設備。”將研究擴展到KSTAR 之外這項研究是利用韓國的KSTAR 託卡馬克進行的，該託卡馬克能夠非常靈活地調整其磁場誤差配置。這種能力對於試驗不同的誤差場配置以找到穩定等離子體的最有效配置至關重要。研究人員說，他們的方法對未來託卡馬克核融合試驗裝置的設計具有重大意義，有可能使其更加高效和可靠。他們目前正在開發人工智慧（AI）版本的控制系統，以使其更有效率。”這些模型相當複雜，計算起來需要一些時間。但當你想在即時控制系統中做一些事情時，你只能承受幾毫秒的計算時間，”Snipes 說。 “利用人工智慧，你基本上可以教導系統該期待什麼，並能夠利用人工智慧提前預測控制等離子體所需的條件以及如何即時實現這些條件。”雖然他們的新論文重點介紹了利用KSTAR 內部磁線圈所做的工作，但Hu 建議未來對聚變容器外的磁線圈進行研究將是非常有價值的，因為聚變界正在摒棄將此類線圈安置在真空密封容器內的想法，因為等離子體的極度高溫可能會破壞這類組件。編譯自: ScitechDaily