添加硼元素可改善聚变反应堆的配方

随着核聚变科学的不断进步，解决研究过程中出现的一些小问题将产生重大影响。 科学家们对核聚变反应堆的担忧之一与钨有关。 由于钨元素能够承受等离子体聚变反应堆（托卡马克反应堆和恒星器）内部产生的炙热温度，因此越来越多的人将其作为等离子体聚变反应堆的内衬。

但是，当这些反应堆内的超高温等离子体撞击到内衬钨的墙壁时，一些金属原子就会脱落并加入等离子体。 这样做的不良后果是冷却等离子体，降低核聚变反应的可能性。

现在，美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室的研究人员在对三个内衬钨的托卡马克进行测试并利用计算机建模后，提出了一种新的解决方案。 他们发现，向反应堆中注入硼粉可以保护钨壁免受等离子体的破坏，使其能够保持所有原子。

普林斯顿大学托卡马克实验科学部副主任约瑟夫-斯奈普斯（Joseph Snipes）说："硼以粉末状洒入托卡马克等离子体，就像从盐罐中洒出一样，在等离子体边缘电离，然后沉积在托卡马克的内壁和排气区。一旦涂上一层薄薄的硼，它就能阻止钨进入等离子体并辐射掉等离子体的能量。"

斯奈普斯和他的团队发现，只需从一个位置喷洒硼，就能成功地为所有墙壁涂上一层硼。 他们现在正致力于开发一种硼喷射系统，该系统有可能用于国际热核聚变实验堆规模的托卡马克反应堆。

ITER是国际热核实验反应堆（International Thermonuclear Experimental Reactor）的缩写，位于法国南部，投入运行后将成为世界上最大的核聚变装置。 该系统原计划于2025年开始运行，但这一时间被延长了约10年。

研究人员将于本周在佐治亚州亚特兰大举行的美国物理学会等离子体物理分会第66届年会上展示他们的研究成果。