创建液态锂回路以控制聚变温度

聚变容器有一个“金发姑娘问题”：容器内的等离子体需要足够热才能产生净功率，但如果温度过高，就会损坏容器内部。普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 的研究人员正在探索排出多余热量的方法，其中包括几种使用液态金属的方法。

美国能源部实验室的研究人员表示，一种可能的方法就是让液态锂在容器底部的一系列瓷砖板条上上下下流动。液态金属还可以帮助保护面向等离子体的部件免受中子粒子的轰击。

PPPL 的 Egemen Kolemen 是这项研究的2022 年论文的合著者，也是机械和航空航天工程副教授和安德林格能源与环境中心的副教授，他说：“经济型商用聚变反应堆的主流选择是紧凑型设计。”然而，紧凑性使得处理热流和中子轰击成为更大的挑战。

“目前，还没有可用的固体材料可以承受这些负载。流动的液态金属有可能解决这些材料难题。”

在磁力和电流的驱动下，液态金属在穿过薄板条顶部边缘时，只会在很短的时间内直接暴露在等离子体的热量中。然后，金属会沿着两个板条之间的间隙形成的通道流动。当液态金属下降到设备底部(称为偏流器)时，液体会冷却。最终，液态金属会回到板条顶部，聚集热量并再次下落。

流动回路最大程度减少因蒸发而损失的液态金属

冷却系统原型的实验非常成功，结果与模拟结果一致。“我们能够复制板条周围的流动环路，这就像该机制的工作原理，”普林斯顿大学机械和航空航天工程系研究生、偏滤器论文合著者 Francisco Saenz 说道。

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