十幾年前，這個矛盾震驚了美國能源部 (DOE) 普林斯頓電漿物理實驗室 (PPPL) 的科學家。他們發現在球形托克馬克（一種用以重現太陽或星體核融合現象的球形磁鐵設施）中注入的熱量越多，中心溫度上升的幅度就越小。
通常情況下，你給的功率越多，溫度就越高。”執行計算的理論和計算科學小組負責人，同時也是在《Physical Review Letters》上對此提出解釋的主要作者 Stephen Jardin說。“所以這是一個很大的謎團：為什麼會這樣?”
解開這個謎團可能有助於全世界製造和控制核融合的人，進而產生幾乎不耗竭之安全、潔淨和無碳能源，同時對抗氣候變遷。核融合是結合電漿形式的輕元素以釋放大能量。
他說，這種機制在球形托克馬克可能很普遍，並且未來的球形托克馬克在規劃時必須考慮到表面被破壞的可能。
Jardin 計劃繼續研究這一過程，以更了解磁性表面受的破壞，及為什麼此現象比在傳統托克馬克裡更易發生。於近期透過高解析計算機模擬，Jardin 和他的同事們展示了是什麼原因導致即使有更多的熱能被注入，但核融合電漿中心的溫度卻平穩甚至降低。他們也發現，增加功率也會提高電漿中的壓力而跨入不穩定態，然後電漿的運動使原應上升的溫度被降下了。
當我們尋求重現核融合的路上，這些發現突顯了研究人員應避免的一個關鍵障礙—托克馬克爐心形狀應設計地更像去核的蘋果，而非目前廣用的甜甜圈形。球形爐能產生更有成本效益的磁場，並且供試運電廠選用。
托克馬克藉磁場來拘束電漿，這些磁場環繞著爐心，上述發現的機制卻會導致某些位置的壓力升高，進而破壞磁場形成的磁性表面。這破壞抑制了電漿內電子溫度的上升，從而使電漿中心的溫度不能上升到核融合的要求。
本研究受自美國能源部科學辦公室和美國能源部 SciDAC 計劃的資助。該論文的合著者包括 PPPL 物理學家 Walter Guttenfelder、Steffano Munaretto 和NSTX 研究負責人 Stan Kaye。
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恆星內部持續進行核融合反應。
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