等離子體加料為聚變反應補充燃料，是磁約束聚變的一項關鍵技術。日前，我國對磁約束聚變領域的原創性貢獻——超聲分子束注入（SMBI）加料技術取得新突破：中核集團核工業西南物理研究院科研團隊對SMBI注入的超聲過程開展了研究，首次獲得了高真空條件下的超聲分子束束流特性，該進展為提升SMBI注入器性能，研制磁約束聚變裝置先進加料技術提供了支撐。
SMBI束流特性的測量與研究是提升加料系統能力和拓展其應用需要解決的關鍵問題。由于SMBI束流是工作在真空條件下的超聲速透明介質，常規技術無法直接捕獲其束流情況。超聲分子束團隊研制了高靈敏度、高時間分辨的、可對透明介質直接成像的診斷技術，首次獲得了真空條件下的SMBI束流特性，這與理論模型預測一致。該可視化成像技術為優化注入器，提升聚束特性，提高加料效率提供了關鍵基礎。本研究獲得了中核集團首批“青年英才計劃”項目的資助。
根據聚變點火條件要求，受控核聚變向外凈輸出能量需要達到一定的等離子體密度、溫度和能量約束時間。其中，等離子體密度主要通過加料手段來控制。常用的磁約束聚變裝置加料手段主要有以下三種：普通送氣、燃料彈丸注入以及超聲分子束注入。其中普通送氣主要是利用氣體擴散的方式將燃料氣體送入等離子體真空容器腔室。燃料彈丸注入的方式是將燃料氣體冷凍成固體狀，然后注入等離子體中。超聲分子束注入是核工業西南物理研究院原創的加料技術，是高壓氣體通過拉瓦爾噴嘴進入真空室形成超聲分子束進行加料的方法。
目前，超聲分子束注入加料技術已在國內外10余個聚變實驗裝置上得到應用，如我國的中國環流器一號（HL-1）、東方超環（EAST）、中美聯合托卡馬克（J-TEXT），以及法國的Tore-Supra、韓國的KSTAR等裝置，其為等離子體加料和物理研究提供了重要手段。SMBI在技術上經過多年不斷創新，涌現了多項原創性技術成果，例如聚束注入器、摻雜分子束技術、液態束流技術、團簇技術等。據超聲分子束研究團隊稱，他們將繼續深化束流特性研究，為加料性能優化、裝置物理實驗和超聲分子束相關理論模擬提供支持，并為SMBI的推廣應用提供技術支撐。 免責聲明：本網轉載自合作媒體、機構或其他網站的信息，登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網所有信息僅供參考，不做交易和服務的根據。本網內容如有侵權或其它問題請及時告之，本網將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網站或直接、間接使用本網站資料者，視為自愿接受本網站聲明的約束。
