科学家们已经发现，逆转一种标准方法来解决聚变能应用的关键问题。美国能源部 (DOE) 普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 的理论家建议采取与规定程序完全相反的方法来大幅改善未来的结果。

图片来源：CC0 公共领域

这个问题被称为“锁定撕裂模式”，出现在当今所有的托卡马克、甜甜圈形状的磁性设施中，这些设施旨在创造和控制驱动太阳和恒星的几乎无限的聚变能量。不稳定引起的模式随着热的带电等离子体（由自由电子和原子核组成的第四种物质状态，为聚变反应提供燃料）以及磁场中称为岛屿的撕裂孔（限制气体）旋转，从而使关键热量泄漏.

当模式停止旋转并锁定到位时，这些岛会变大，这种生长速率会增加热损失，降低等离子体性能，并可能导致中断，使存储在等离子体中的能量撞击并损坏托卡马克的内壁。为了避免此类风险，研究人员现在将微波发射到等离子体中以在模式锁定之前稳定模式。

然而，PPPL 的研究结果强烈表明，研究人员可以在锁定大型下一代托卡马克后稳定模式。

“在今天的托卡马克中，这些模式比人们想象的更快锁定，并且在它们仍在旋转时稳定它们变得更加困难，”普林斯顿等离子体物理项目的博士生，核能的主要作者理查德·尼斯说。

融合论文阐述了令人惊讶的发现。

他补充指出，另一个缺点是这些微波通过折射等离子体增加了它们的宽度，使得在旋转时稳定模式的效率更低，而且这个问题近年来变得更加严重。

伴随着这些问题的是，在未来的大型托卡马克装置中，如法国南部正在建设中的国际设施 ITER。

“等离子体是如此巨大，以至于旋转速度要慢得多，而且这些模式在它们还很小的时候就会很快锁定。 ”尼斯说：“因此，在未来的大托卡马克中切换稳定包并让它们先锁定然后稳定它们会更有效率。”

这种逆转可以促进融合过程，世界各地的科学家都在寻求复制。该过程结合等离子体形式的轻元素以释放大量能量。

“这提供了一种不同的看待事物的方式，并且可能是一种更有效的解决问题的方法，人们应该更认真地对待允许岛屿锁定的可能性。

推荐的技术不太可能在今天的托卡马克中起作用，因为撕裂模式岛在锁定这些设施时增长得如此之快且如此之大，以至于一旦锁定，等离子体就接近于破坏。这就是为什么研究人员现在必须以限制聚变输出为代价使用大量能量来稳定模式。相比之下，下一代托卡马克中岛屿的缓慢增长，在造成干扰之前还有很长的路要走，因此有很多时间来稳定模式。

一旦未来托卡马克的模式被锁定到位，微波就可以直接瞄准它们，而不是仅在它们旋转经过当前设施中的微波束时才稳定它们。

“这些理论计算显示了我们所提出的方案的效率，”Nies 指出。

他说：“现在需要的是测试提议的行动方案的实验。我们不想打开 ITER，然后才知道哪种策略有效。有真正的机会来探索我们在当前设备中解决的物理问题。”