比太阳还热的甜甜圈
想象一下，你在荒野中迷路了，为了生存，你迫切需要生一堆火。你不知疲倦地摩擦两根棍子，但这个过程很艰难，而且浪费了你宝贵的精力。然后你就有了一个关键的认识：你可以利用太阳的自然光，用放大镜生火。这个简单而节能的发现对你的生存至关重要。类似地，来自美国、俄罗斯、韩国、日本、中国和欧盟的科学家寻求利用自然发生在太阳下的核聚变反应的产物，以产生无限的绿色能源（ITER 2014）。
国际热核实验反应堆（ITER）的建设目前正在法国南部进行，在预期中，像威廉和玛丽的Saskia Mordijck这样的科学家正在致力于理论工作和建模，这是成功执行ITER项目的基础（Ikeda, 2013）。该反应堆的目标完工日期是2020年，在核能的时间表上，这是一个指日可待的时间。
聚变发生在太阳的核心，温度为1500万摄氏度，两个氢原子融合成更重的元素氦，并以热的形式释放出过剩的能量。物理学家在地球上复制这一反应时面临着一个独特的挑战：在不熔化壁的情况下，在容器中控制灼热的反应。他们已经用磁铁解决了这个问题，磁铁模仿了将太阳聚集在一起的引力。这些磁铁改变粒子的运动方向，防止它们逃逸。被称为托卡马克的ITER反应容器将呈甜甜圈形状，其核心温度是太阳温度的100倍。在这种极端温度下，电子（围绕每个氢原子运行的带负电的粒子）被剥离，托卡马克的内容物从气体变成了流体状的等离子体（EFDA 2014）。作为核聚变反应的副产品产生的中性粒子，被称为中子，不受磁铁的影响，可以自由地与墙壁相互作用，交换热量。这种能源最终可以为发电厂提供充足的电力。核能最引人注目的方面是产生必要的热量所需要的很少。仅仅几克海水就能提供兆瓦的能量。足够为一个小城市供电。这个项目让国际社会感到兴奋，但由于130亿美元的价格标签，美国重新分配了国内核聚变研究的资金。根据Mordijck的说法，这损害了利用ITER获得的知识所需的科学基础设施，并阻碍了在大学环境中培养未来的聚变研究人员。
如果得到适当的支持，核聚变能源有可能成为解决迫在眉睫的能源问题的关键方案。核裂变是目前使用的核能形式，在切尔诺贝利等事件中造成了灾难性的后果，并错误地玷污了核能作为一个整体的声誉。裂变使原子分裂，并可能引起不可控制的连锁反应的多米诺骨牌效应。这种过度的反应对于核聚变来说是没有风险的，核聚变是通过有目的地将两个原子置于极端条件下，迫使它们违背自己的意愿结合在一起。
mordijack认为每个人都应该关心核聚变能源，并且正在积极努力使这项似乎永远遥不可及的技术成为现实。她认为，这是我们需要的安全、可靠的解决方案，以满足未来的能源需求。Mordijck使用理论物理学来模拟等离子体中的粒子行为，这对于优化能量效率和输出至关重要，并且是使聚变能成为现实的关键组成部分（Lauber, 2013）。她试图了解是什么控制了等离子体中粒子的传输，等离子体在空气中像香水一样扩散。莫迪克无可否认地热爱科学，但他区分了为科学而科学和为进步而科学，并坚定地相信后者。她希望教育下一代核物理学家，并利用威廉和玛丽的跨学科性质，在核聚变能的各个方面取得进展：不仅是物理学，还有公共政策、经济、法律、政府和环境研究。
支持的努力并不局限于学术领域。积极的公民也应该支持这种潜在的高产能源，因为公众对核聚变能源的看法会影响政策。近年来，国内的核聚变研究人员一直在游说，以挽救他们的个人研究，这与他们对美国最近向ITER提供2亿美元捐款的兴奋交织在一起。教育国会议员工作重要性的努力基本上是成功的，尽管资金仍然受到了明显的打击。Mordijck希望，通过传播关于核聚变能源的安全性和巨大潜力的知识，研究界和公众可以共同努力，鼓励对可持续能源的独家依赖。如果完成的ITER托卡马克符合研究人员的期望，它可能被证明是在一个能源需求不断增长的世界中生存的放大镜：它风险低，可靠，投入少，产出显著，并利用太阳自然过程的简单性来产生丰富的清洁能源。
*这篇文章是威廉玛丽学院环境科学与政策课程的一部分，ENSP 249：科学传播。有关课程的更多信息，请发送电子邮件给课程讲师Ibes博士dcibes@wm.edu。
来源
“融合:托卡马克装置。”EFDA。http://www.efda.org/fusion/fusion-machine/types-of-fusion-machines/tokamaks/（2014年2月5日访问）。
池田K。“ITER物理基础的进展”核聚变47，不。6(2007)。http://dx.doi.org/10.1088/0029-5515/47/6/E01（2013年2月6日访问）。ITER的组织。“ITER：世界上最大的托卡马克。”
ITER：通往新能源之路。http://www.iter.org/mach（2014年2月5日访问）
到来,菲利普。热等离子体中的超热粒子-动力学模型，数值解决策略，以及与托卡马克实验的比较。物理报告，533,no。2(2013): 33-68。http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157313002676（2013年2月5日访问）
莫迪克，S.，威廉玛丽学院研究助理教授。mordijck@cs.wm.edu, 757-221-3463。个人沟通，面对面访谈，2014年1月30日，YouTube。“见见创新者：Saskia Mordijck。”
YouTube。http://www.youtube.com/watch?v=yTAgt1NRSi0（2014年2月5日访问）。
