科學家破解70年核融合難題 潔淨能源邁向新里程碑

研究團隊開發出一項突破性技術，成功解決核融合能源發展的關鍵障礙——如何有效約束高能粒子。這項創新方法運用對稱理論，取代傳統耗時且不穩定的計算方式，讓科學家能以前所未有的速度設計出零洩漏的磁場系統，效率提升高達10倍。

來自德州大學奧斯汀分校、洛斯阿拉莫斯國家實驗室和Type One能源集團的跨領域團隊，在《物理評論快報》發表這項重大發現。團隊成員Josh Burby教授興奮表示：「我們解決了困擾學界近70年的難題，這將徹底改變反應爐的設計方式。」

核融合技術長期面臨的挑戰在於，反應過程中產生的高能α粒子容易從電漿體中逸散，導致溫度與密度無法維持。現行方法是透過強大磁場來約束電漿體，但找出並修補磁場漏洞需要耗費大量運算資源與時間。

特別是在「仿星器」這類反應爐設計中，科學家必須反覆調整數百甚至上千種磁線圈配置，以消除磁場漏洞。傳統做法要麼採用牛頓運動定律進行精確計算（極度耗時），要麼使用近似估算的微擾理論（準確度不足）。

新技術另闢蹊徑，運用對稱理論來理解系統特性，不僅大幅提升設計效率，更確保了計算精準度。這項突破不僅適用於仿星器，也能協助解決「託卡馬克」裝置中高能電子逃逸的問題。

這項研究獲得美國能源部支援，參與學者包括博士後研究員Max Ruth、研究生Ivan Maldonado，以及洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Dan Messenger和Type One能源集團的Leopoldo Carbajal。Type One能源集團正計劃建造用於發電的仿星器裝置。