科技日报北京5月23日电 (实习记者张佳欣)为了使核聚变发生，需要稳定地将1亿摄氏度以上的等离子体限制在磁场中，并长时间保持。日本国家聚变科学研究所和威斯康星大学领导的一个研究团队首次发现，当大型螺旋装置的中等离子体热量逸出时，湍流的运动速度比热量快。这种湍流特性使得预测等离子体温度的变化成为可能，其观测可能导致未来实时控制等离子体温度的发展。研究结果发表在最近的《自然》中·杂志上的科学报告。
湍流会在受磁场约束的高温等离子体中产生，这是一种具有不同大小的涡旋流动。这种湍流干扰了等离子体，并从有限的等离子体中流出热量，导致等离子体温度下降。为了解决这个问题，有必要了解等离子体中的热和湍流特性。然而，等离子体中的湍流非常复杂，研究人员还没有完全理解。特别是，由于需要能够以高灵敏度和高时空分辨率测量微小时间演变的仪器，因此不清楚如何在等离子体中移动湍流。
在等离子体中形成一个屏障，以防止热量从中心向外传输。屏障在等离子体中产生强烈的压力梯度和湍流。日本研究小组开发了一种通过设计磁场结构来打破障碍的方法。这种方法更容易研究障碍被打破时剧烈流动的热量和湍流，并详细研究它们之间的关系。然后，研究人员使用不同波长的电磁波，以世界上最高精度测量电子温度、热量和湍流的变化。以前，人们知道热量和湍流几乎同时以每小时5000公里的速度移动，大约相当于飞机的速度，但世界上第一次发现湍流以每小时4万公里的速度移动，接近火箭。
日本国立聚变科学研究所助理教授剑持尚辉说，这项研究极大地提高了人们对聚变等离子体中湍流的理解。湍流的新特征，即它在等离子体中的移动速度远远快于热，表明可通过观察预测湍流来预测等离子体的温度变化。未来，科学家希望在此基础上开发出实时控制等离子体温度的方法。 【编辑：叶攀】
