核融合發電技術新突破：科學家發現穩定電漿的方法
核融合發電被視為達到無盡潔淨能源的關鍵，但目前仍然缺乏能控制反應爐內電漿的方法。不過，研究人員最近發現能降低電漿溫度和密度震盪的方法，朝向穩定的核融合能源躍進了一步。
普林斯頓大學（Princeton University）的電漿物理實驗室（Princeton Plasma Physics Laboratory, PPPL）研究團隊在歷經數次的運算模擬後，才獲得這寶貴的發現。
雖然電漿屬於物質的其中一態，但在地球上無法像固、液、氣三態一樣自然存在，科學家在反應爐中模仿恆星來複製核融合反應，爐中高溫的氫原子懸浮在電漿中，相互碰撞並分裂為離子與電子，然後再融合成氦原子，這樣的過程產生的大量熱量可被用於發電。
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不過電漿的密度和溫度會不穩定變動，導致核融合反應中斷，此過程被稱作鋸齒不穩定性（sawtooth instability），使得穩定電漿成了一項有挑戰性的工作。為了保持電漿核心的電流，PPPL 模擬的反應爐利用磁通量泵送（magnetic flux pumping）的機制。
PPPL 的模擬中混合使用兩種情境──電漿穩定的 H 模式和電漿稍有洩出能量的 L 模式──來促成磁通量泵送，而此時的電流平穩，電漿密度也相當高，達到準互換模式（quasi-interchange mode），讓電漿在磁場變形的同時被攪動混合，這種混合效果能確保電流曲線的平坦，消除鋸齒不穩定性。
負責該研究的研究員伊莎貝爾·克雷布斯博士（Isabel Krebs）表示，此機制未來將能用於國際熱核融合實驗反應爐（ITER）等大型核融合應用。
參考資料：
- Vyas, K. (2018, July 20). Scientists Discover How to Keep Plasma In Fusion Reactors Stable. Retrieved July 29, 2018.
- Krebs, I. et al., (2017). Magnetic flux pumping in 3D nonlinear magnetohydrodynamic simulations, Physics of Plasmas
