美国将硼应用于聚变设施中的钨零件，提高了核聚变效率

普通家用清洁剂中的硼元素与核聚变托卡马克之间有什么联系？美国能源部某实验室的科学家进行的新研究证明，新开发的滴管系统可以成功地将硼粉末滴入托卡马克内的高温等离子体中，托卡马克的部件由耐热材料钨制成，科学家们希望确认他们可以使用这一工艺将硼应用到钨零件上，因为如果等离子体损坏钨，裸露的钨壁会降低等离子体性能。

由于其高熔点，钨越来越多地用于托卡马克，以帮助组件承受聚变过程中的高温，硼可以部分地屏蔽钨与等离子体，并防止钨泄漏到等离子体中，它还可以吸收来自其他来源的等离子体中的任何杂散元素，如氧，这些不需要的杂质会冷却等离子体并使聚变反应猝灭。

参与研究的一位科学家说：“我们需要一种在不关闭托卡马克的情况下找到沉积硼涂层的方法，而这正是粉末滴管系统允许我们做的。我们非常同意，这个设施是少数几个可以帮助我们在长脉冲下测试这项技术的全钨环境之一。”物理学家使用WEST进行实验的另一个原因是，它的磁体由超导材料制成，这将成为未来聚变装置内磁体的特点。这种材料导电电阻很小或压根儿没有电阻，产生的多余热量很少，因此磁铁可以长时间不停地工作，未来的聚变反应堆将不得不这样做，磁铁产生的力限制了等离子体，使其能够发生聚变。

美国科学家需要一种在机器运行时补充硼涂层的方法，因为未来的聚变设施将无法经常关闭以重新涂覆。粉末滴管装置安装在托卡马克的顶部，并使用精确的致动器将粉末材料从其储存器移动到托卡马克真空室，这一机制允许科学家精确设定粉末滴的速率和持续时间。

科学家们惊讶地发现，滴管所释放的硼不仅能调节钨的内部表面。“我们看到，当我们滴入粉末时，等离子体限制增加，这意味着它保留了更多的热量，这有助于聚变过程。增加的限制特别有用，因为它发生在等离子体未进入称为H模式（高限制模式）的状态下，等离子体可以在边缘局部化模式或ELM爆发模式持续更长事件。”科学家们解释说。