核聚变——通过将两个原子核结合形成一个更重的原子核来产生能量的过程——长期以来一直被吹捧为未来的能源。聚变能源被称为“恒星的力量”，提供清洁、安全且几乎无限的电力。
然而，考虑到限制灼热等离子体的挑战，在地球上实现聚变是出了名的困难。科学家表示，托卡马克是实现受控核聚变最有希望的方法之一。这些设备利用磁场将热等离子体限制在甜甜圈的形状。
总部位于牛津的托卡马克能源公司透露，它正在开发新的激光测量技术。该公司表示，这项技术将通过控制发电厂内的极端条件来改变未来的聚变发电厂和向电网输送清洁能源的方式。
通过精确测量稳定融合
在发生聚变反应的托卡马克环形真空室内，等离子体温度飙升至超过 1 亿摄氏度。稳定燃烧的等离子体对于维持聚变条件至关重要。
托卡马克能源公司的新型激光色散干涉仪系统将测量等离子体内氢燃料的密度。该公司相信，这项尖端技术将有助于维持聚变反应并向电网提供可靠的能源。
“测量等离子体密度是我们了解和控制聚变燃料以及未来发电厂高效运行的关键，”托卡马克能源公司的 Tadas Pyragius 博士说。“通过等离子体发射的激光束与电子相互作用，告诉我们燃料的密度。” 了解密度对于维持聚变条件并向电网提供安全可靠的能源至关重要。
这位等离子体物理学家补充道：“聚变过程产生的极端条件意味着我们现在需要完善基于激光的诊断技术，以实现我们在 2030 年代提供清洁、安全和负担得起的聚变能源的使命。”
突破界限
托卡马克能源公司目前正在其牛津总部测试新型激光色散干涉仪系统。该公司在一份声明中透露，干涉仪系统将于今年晚些时候安装在其融合机 ST40 上。
ST40打破了记录，成为第一台达到1亿摄氏度等离子体离子温度的私有聚变机。此外，ST40还拥有私营公司最高的三重产品。三重积是一种取决于等离子体密度、温度和限制的测量方法，这些参数对于商业规模的聚变可行性至关重要。
继 2022 年取得破纪录的成就之后，ST40 进行了一系列硬件升级，包括新的电源和诊断系统。去年，该公司将重点转向改进高场球形托卡马克中的等离子体场景，以更好地理解他们对聚变过程的理解。托卡马克能源公司还透露，它在 ST40 上委托了汤姆逊散射激光诊断仪，以提供等离子体温度和密度的详细读数。
虽然 ST40 只有在进一步升级和维护后才会恢复运行，但该公司仍然希望在 2030 年代实现商业聚变能源输送。