锂如何调节聚变等离子体的挥发性边缘

导读 对于为未来发电厂提供燃料的磁聚变能,科学家们必须找到方法来控制等离子体的挥发性边缘与融合设施周围的墙壁之间发生的相互作用。这种相互

对于为未来发电厂提供燃料的磁聚变能,科学家们必须找到方法来控制等离子体的挥发性边缘与融合设施周围的墙壁之间发生的相互作用。这种相互作用可以深刻地影响等离子体的超热核心的条件,其方式包括踢出冷却核心并停止聚变反应的杂质。

研究人员通过在聚变设施的墙壁上涂覆锂涂层来改善等离子体性能。但是,完全理解这种改进背后的机制仍然是难以捉摸的。其中的谜题是温度如何影响锂吸收和保留氘粒子的能力,这些氘粒子会从产生聚变反应的燃料中偏离。

现在,普林斯顿等离子体物理实验室的一个新的表面科学实验室已经开始提出答案,该实验室可以探测只有三个原子厚度的锂涂层。在将膜暴露于氘离子之后,这种探针已经检查了钼基底上的锂膜的表面组成。研究人员相互独立地控制了表面温度,杂质水平和其他条件,这在托卡马克等融合设备的复杂环境中是无法做到的。

实验表明,随着钼基质温度的升高,超薄锂膜保留氘滴的能力 - 这一结果可以深入了解锂如何影响托卡马克的性能。实验进一步表明,将锂暴露于氧气可在低于约400开氏度的温度下改善氘的保留。但研究人员发现,在没有接触氧气的情况下,由于锂 - 氘键合,锂膜可以在更高的温度下保留氘。

有了这些发现,科学家们将能够更好地确定如何使用锂来提高聚变等离子体的性能。

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