在古代日本艺术中，有一种名为“金继”（Kintsugi）的技术，艺术家们将破碎的陶瓷碎片用金粉重新粘合，使其不仅修复如初，还增添了独特的美感。这种将缺陷转化为优势的智慧，现在正启发科学家们在核聚变能源领域取得新的进展。
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科学家们一直在探索如何利用磁场的不完美之处来增强聚变等离子体。在最新的研究中，普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的研究人员们采用了一种创新的方法，通过调整磁场中的“误差场”来控制等离子体的稳定性，从而为更可靠和高效的聚变能源铺平了道路。
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这项研究的首席研究员杨承模（Seong-Moo Yang）表示，这是首次有研究团队系统地验证了一种调整磁场缺陷以使等离子体适合作为能源的方法。这些磁场缺陷，也称为误差场，通常是由于托卡马克（tokamak）中磁场线圈的微小缺陷引起的。
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在以往的研究中，误差场被视为麻烦制造者，因为即使是非常小的误差场也可能导致等离子体中断，从而停止聚变反应，并可能损坏聚变容器的壁。然而，PPPL的研究人员发现，通过在聚变容器周围施加额外的磁场，即所谓的误差场校正，可以有效地利用这些误差场。
这种方法的关键在于，它能够在不破坏等离子体核心的情况下，消除等离子体边缘的不稳定性，同时保持核心的稳定性。这种同时控制核心和边缘的策略，是实现高效聚变能源的关键。
PPPL的研究员们正在开发一个人工智能（AI）版本的控制系统，以提高其效率。通过AI，系统可以预测并实时控制等离子体，从而实现更精确的控制。
这项研究使用了韩国的KSTAR托卡马克进行，该设备以其调整磁误差场配置的灵活性而著称。研究人员表示，他们的方法对设计未来的托卡马克聚变试验设施具有重要意义，可能会使这些设施更加高效和可靠。
参考资料：DOI： 10.1038/s41467-024-45454-1
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