锂注入有望优化聚变等离子体的性能

通用原子公司为美国能源部(DOE)运行的DIII-D托卡马克的实验证明，锂注入能够瞬时使等离子体边缘的温度和压力加倍，并延迟不稳定性和其他瞬变的发生。研究人员使用美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)开发的锂注入装置进行了实验。

锂可以在控制边缘区域以及因此整个等离子体的演变中起重要作用。例如，研究人员在PPPL的国家球形环实验(NSTX)和中国的EAST托卡马克上使用锂来改善等离子体的性能。当注入锂时，等离子体的边界发射绿光，这是锂原子过程的特征。

在2014年10月27日至31日在洛杉矶新奥尔良举行的第56届美国物理学会等离子体物理学会会议上发表的一系列论文中报道的锂，锂减少了被称为“边缘局部模式”的不稳定性频率“(ELMs)，它具有相关的热脉冲，可能会损坏用于在聚变装置中排出热量的墙壁部分。实验在等离子体放电期间从DIII-D的顶部以低速注入锂粉末，并将结果与​​先前没有锂的放电进行比较。DIII-D最适合这项工作，因为在这些实验之前不存在锂，并且该装置上的世界级诊断能够仔细评估锂的直接影响。

定制注射产生的无ELM周期长达0.35秒，而没有锂的参考放电显示没有ELM自由周期超过0.03秒。锂迅速增加了基座区域的宽度 - 温度急剧下降的等离子体边缘 - 高达100%，并使边缘的电子压力和总压力分别提高了100%和60%。这些戏剧性的影响使总能量限制时间增加了60%。进一步的工作将集中在扩展这些高性能无ELM阶段，并揭示锂使血浆平静的机制。

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