能源部奖励William & 玛丽公司一百万美元用于核聚变研究
这是一个困扰核聚变科学家几十年的问题：为太阳提供燃料需要什么？现在，由于美国能源部和威廉玛丽研究团队的合作，我们将比以往任何时候都更接近解决这个问题。
美国能源部最近宣布为大学、国家佳博体育和私营公司的37项研究提供3640万美元的资金，以支持将核聚变作为未来能源的研究。威廉与玛丽大学是获得美国能源部资助的10所大学之一。
Saskia Mordijck，应用科学助理教授，领导William & 玛丽的聚变研究。她为美国能源部的合作奠定了基础，并定期与圣地亚哥通用原子公司（General Atomics）的DIII-D国家聚变设施的科学家合作。她说，威廉玛丽公司将从3640万美元的一揽子计划中获得大约100万美元，这笔钱将用于雇用一名聚变科学家和两名研究生研究人员。他们的计划吗?学习如何为聚变反应所需的等离子体提供燃料，就像那些为太阳供电的等离子体一样。
Mordijck说：“如果你把太阳想象成一个核反应堆，在大约50亿年后，它会因为燃料耗尽而停止运转。”“它将作为一颗恒星消亡，因为聚变反应所需的氢已经耗尽。我们正试图找到一种方法来为等离子体提供燃料，使这些反应在地球上的聚变反应堆中继续进行。”
在太阳内部，氢核融合成氦产生的能量足以让地球温暖数十亿年。聚变所需的温度导致一种被称为等离子体的物质状态。Mordijck说，等离子体（理想聚变条件所必需的）产生的机制相对来说很容易解释，但产生起来却极其复杂。
为了完成聚变，两个小粒子被加热到足够高的温度，使它们融合在一起。在聚变过程中，它们的一些质量被释放并转化为能量。如果操作正确，产生的能量将大于将两个粒子融合在一起所需的能量。它本质上与裂变相反，裂变是一种分裂原子的方法，为核电站和原子弹提供燃料。一种方法将粒子聚集在一起，另一种方法将它们分开。
“通过裂变，你可以向一个大粒子发射快中子，然后它分裂并释放能量，”Mordijck说。“核聚变的问题是你需要把两个粒子聚集在一起。这是非常困难的，因为它们相互排斥。”
她解释说，当它起作用时，聚变反应产生的能量比裂变多得多。问题是如何让粒子相处。Mordijck将其描述为一种原子配对。
“我把它和大学相比，因为大学是人们倾向于结交最多朋友的时期，”她说。“为什么?你选择了一所适合你个性的大学，那里的其他人也都这么做。其他学生已经和你产生了类似的共鸣。”
莫迪克说，就像大学一样，实现融合的诀窍是创造一种促进联系的氛围。
她说：“在大学里，你把足够多的学生放在一起，让他们在那里待上四年，这样他们就能真正建立友谊。”“核聚变也是一样。你是在强迫关系，所以你需要让温度足够高，有足够的粒子，你需要让它们在一起的时间足够长，这样它们就会融合。”
Mordijck的研究重点是通过磁场来控制等离子体，这与太阳等离子体不同，太阳等离子体是由太阳的巨大引力控制的。她的聚变控制实验是在一个被称为托卡马克的仪器上进行的，托卡马克是一个甜甜圈形状的房间，用来容纳容纳等离子体所需的磁场。她的最终目标——也是每个核聚变研究者的目标——是实现一个可控的、自我维持的核聚变反应。
Mordjick的下一阶段的研究将集中在能源部所说的“高优先级挑战”上，即通过添加更多的燃料来制造足够热和密度的等离子体，以保持聚变反应的进行。用莫吉克的大学比喻来说，她的团队必须想办法在不破坏现有关系的情况下招收更多的学生。
“这是一件非常复杂的事情，”Mordijck说。“你正试图在地球上创造一个太阳——你不仅试图创造它，你还想让它保持这种状态几个小时，并从中获取能量。这非常困难，但就像任何具有挑战性的事情一样，它需要努力和时间。”
