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5月11日,美国普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的研究人员提出一种新方法,在托卡马克中实现最高的聚变性能,并抑制产生有害边缘能量爆发现象,研究成果发表在《自然·通讯》(Nature Communications)上。
托卡马克聚变和国际热核聚变反应堆(ITER)的实现路径要求保持高性能等离子体产生足够的聚变功率。然而,等离子体边界不稳定性引起的瞬态能量爆发阻碍了该技术的发展,且用于抑制这些不稳定性的传统三维磁扰动通常会降低聚变性能并增加其他的不稳定性。研究人员提出了一种创新的三维场优化方法,利用机器学习和实时适应性来克服这些挑战。在DIII-D和KSTAR托卡马克中,该方法始终如一地实现了与反应堆相关的堆芯约束和最高的聚变性能,而不会触发破坏性的爆炸。这得益于对等离子体边缘自组织输运的物理学理解的进步,以及优化3D场谱的机器学习技术。这种复杂系统的自动化、实时自适应控制的成功,为ITER及以后最大限度地提高聚变效率,同时最大限度地减少损坏设备部件铺平了道路。
来源:区域中心供稿
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