核聚變中粒子行為“出人意料”

科技日報北京11月16日電 （記者張夢然）英國《自然·物理學》雜誌14日發表的一篇論文中，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室科學家團隊基於實驗結果認為，離子（帶淨電荷的原子）在聚變反應中的行為不同於此前預期。這些發現或為未來設計激光聚變能源帶來新見解，而瞭解粒子“出人意料”行為的根本原因，對於實現穩健和可重複的點火可能非常重要。

位於勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的美國國家點火裝置是目前最大、最複雜的慣性約束聚變裝置，主要任務是產生高能量的聚變反應，其實現要依靠激光系統中心的微型腔體和燃料膠囊的精密工程。

在激光聚變實驗中，激光加熱由氘和氚離子組成的燃料，形成等離子體，從中各離子間發生聚變反應。這一反應產生的能量加熱燃料帶來更高温度，從而創造出更多反應，導致失控過程（熱核燃燒）。

為了進一步在燃燒等離子體中探索這些反應，物理學家阿拉斯戴爾·摩爾、艾德·哈託尼及他們的同事，此次通過分析聚變反應中產生的中子的分佈，測量了氘和氚離子的温度。與過去非燃燒等離子體的實驗相比，研究團隊觀察到了更多具有更高能量的離子，這表明等離子體在熱核燃燒開始時行為不同。

在一篇同時發表的新聞與觀點文章中，意大利羅馬大學物理學家斯蒂法諾·阿特贊尼總結説，“燃燒等離子體的實現不僅是走向聚變能源漫長道路中的重要一步，也開闢了調查未經探索的物質條件的道路，帶來的成果有時會出人意料。”