融合能力有可??能提供清潔，安全的能源，不會產生二氧化碳排放。然而，模仿太陽能過程是一項艱巨的任務。查爾姆斯理工大學的兩位年輕等離子體物理學家現(xiàn)在已經(jīng)向功能聚變反應堆邁進了一步。他們的模型可以導致更好的減速失控電子的方法，這可能會在沒有警告的情況下破壞未來的反應堆。

需要高壓和大約1.5億度的溫度才能使原子結合起來。好像這還不夠，失控的電子正在對目前正在開發(fā)的聚變反應堆造成嚴重破壞。在有希望的反應堆型托卡馬克中，不需要的電場可能危及整個過程。具有極高能量的電子會突然加速到如此之高的速度，以至于它們會破壞反應堆壁。

正是這些失控的電子讓博士生Linnea Hesslow和OlaEmbréus成功識別并減速。他們與Chalmers物理系的顧問TündeFülöp教授一起表明，通過注入氣體或顆粒形式的所謂重離子，可以有效減速失控的電子。例如，氖或氬可以用作“制動器”。

當電子與離子核中的高電荷碰撞時，它們會遇到阻力并失去速度。許多碰撞使速度可控并使融合過程繼續(xù)進行。使用數(shù)學描述和等離子體模擬，可以預測電子的能量 - 以及它在不同條件下的變化。

“當我們能夠有效地減速失控電子時，我們距離功能性聚變反應堆更近了一步?？紤]到以可持續(xù)的方式解決世界不斷增長的能源需求的選擇很少，聚變能源非常令人興奮，因為它從普通燃料中獲取燃料海水，“Linnea Hesslow說。

她和她的同事最近將他們的文章發(fā)表在著名的期刊“ 物理評論快報”上。結果也引起了研究領域的極大關注。在短時間內，24歲的Linnea Hesslow和25歲的OlaEmbréus在許多國際會議上做過演講，包括美國馬里蘭州安納波利斯的Sherwood Fusion理論會議。

“對這項工作的興趣是巨大的。未來的大規(guī)模實驗需要知識，并且在解決困難問題時提供了希望。我們希望這項工作能夠在未來產生重大影響，”TündeFülöp教授說。

盡管在過去五十年中聚變能研究取得了很大進展，但仍然沒有商業(yè)聚變發(fā)電廠。目前，所有人都在關注與法國南部ITER反應堆有關的國際研究合作。

“許多人相信它會起作用，但是前往火星比實現(xiàn)融合更容易。你可以說我們正試圖在地球上收獲星星，這需要時間。它需要非常高的溫度，比溫度高太陽的中心，讓我們在地球上成功實現(xiàn)融合。這就是為什么我希望研究能夠及時解決能源問題所需的資源，“Linnea Hesslow說。

事實：融合能量和失控電子

當使用高壓和約1.5億攝氏度的極高溫度組合輕原子核時，會發(fā)生聚變能。能量的產生方式與太陽能一樣，該過程也可稱為氫能。融合能力是比核能更安全的替代方案，核能基于重原子的分裂(裂變)。如果在聚變反應堆中出現(xiàn)問題，整個過程就會停止并變冷。與核事故不同，不存在周圍環(huán)境受到影響的風險。

聚變反應堆中的燃料重量不超過一個印章，原材料來自普通海水。

到目前為止，聚變反應堆還沒有能夠產生比供應更多的能量。所謂的失控電子也存在問題。防止這種損壞的最常見方法是注入重離子，例如氬氣或氖氣，由于它們的大電荷而起到制動作用。查爾莫斯研究人員開發(fā)的一種新模型描述了電子減速的程度，為使這些失控的電子無害化鋪平了道路。