仿星器创聚变实验新纪录

5月，德国格赖夫斯瓦尔德的Wendelstein 7-X仿星器通过维持高三重积等离子体43秒，成功结束了一项实验活动。该装置的表现远超其此前水平，马克斯-普朗克等离子体物理研究所（IPP）称其“超过了托卡马克在长等离子体持续时间方面的纪录”，部分归功于Oak Ridge美国国家实验室研究人员开发的燃料颗粒注入系统。

观看Oak Ridge美国国家实验室的视频，展示自2024年9月开始使用的燃料颗粒注入系统如何挤压出一柱冰冻氢并切割成3.2毫米长的颗粒。整个过程仅需半毫秒，由Oak Ridge工程师Steve Meitner以慢动作拍摄。

Oak Ridge美国国家实验室的贡献：Wendelstein 7-X是目前世界上最大的仿星器，于2015年首次实现等离子体。该装置在达到高温（聚变三重积的一个因素）方面表现出色，但研究人员希望提高等离子体密度和约束时间。他们通过直接向仿星器注入更多燃料（以氢颗粒形式）实现了这一目标，从而改善了等离子体密度和约束能力。

Meitner表示：“W7-X装置此前在短时间内实现了高性能，但无法在高等离子体密度下维持。这正是我们的工作所在。”

系统：据Oak Ridge美国国家实验室介绍，为W7-X设计的颗粒燃料注入系统会将连续的、高速且可定制的固态氢颗粒流（在绝对零度以上12度形成）直接注入3000万度的等离子体。该装置挤压出一根冰冻氢丝，从中切割出3.2毫米长的圆柱形颗粒，然后以每秒300至800米的速度射入等离子体。

IPP称，其实验纪录是通过注入“约90颗冰冻氢颗粒……同时用强大的微波加热等离子体”实现的。这些颗粒首次采用“可变的预编程脉冲频率……该方法对未来聚变反应堆有直接意义，可能将等离子体持续时间延长至几分钟”。

纪录争议：6月初IPP宣布Wendelstein 7-X的最新实验活动后，参与英国联合欧洲环JET（2023年退役）最后实验的研究人员公布了未发表的JET实验结果，质疑IPP关于Wendelstein 7-X三重积纪录的说法。6月30日，IPP在其声明中补充了一段更新：

发布本新闻后，JET相关成员向我们通报了这台已退役的英国托卡马克此前未公布的结果。在JET运行末期，其实验旨在最大化脉冲长度和能量转换。就高性能阶段的持续时间而言，JET也在三重积方面创造了新的世界纪录，与Wendelstein 7-X的最佳成绩相当。这些纪录脉冲甚至持续了长达60秒。相关技术文章正在审阅中，即将在学术期刊发表。

这对Wendelstein 7-X的声明意味着什么？如果考虑尚未发表的JET数据，Wendelstein 7-X仿星器和JET托卡马克现在在维持三重积水平的持续时间上并列领先。W7-X与JET表现相当的事实令人瞩目，因为JET的等离子体体积是W7-X的三倍。