可控核融合技术尚未正式问世的原因很多，不过最近可能离进入现实更进一步了，来自德克萨斯大学奥斯汀分校、洛斯阿拉莫斯国家实验室、Type One Energy公司的研究人员宣布破解70年来仿星器设备设计难题，开发一种强大新方法，能带来更快、更精确的核融合反应炉设计。
人类实现可控核融合能源面临的最大技术障碍之一，是如何将高能粒子稳定困在核融合反应炉内。以使用外部线圈产生复杂磁场的仿星器（Stellarator）为例，这种核融合设备初衷是利用环形磁场将电浆约束在反应器内部，形成所谓的“磁瓶”，然而核融合反应产生的α粒子轨迹并不总符合标准场模型假设，当高能粒子试图逃离，会导致电浆温度与密度不足以维持核融合反应。
而工程师精心设计的磁约束系统通常存在难以定位的“洞”，需投入大量运算时间预测洞位置并消除它们以防止高能α粒子泄露。
糟糕的是，传统建模依赖牛顿动力学，这种动力学非常精确，但可能需模拟数百或数千种不同设计，调整磁线圈布局并反复改进才能消除磁场的洞，运算成本很高。为了节省时间和金钱，科学家一般依靠微扰理论（perturbation theory）创建洞的近似位置，计算速度快，但准确性降低许多，反应炉设计表现也不佳。
直到最近，来自德克萨斯大学奥斯汀分校、洛斯阿拉莫斯国家实验室、Type One Energy公司的研究人员提出另一种依赖对称理论（symmetry theory）的新方法，无需进行详尽计算就能准确预测磁场间隙，将仿星器磁约束系统设计过程加快10倍，同时又不影响设计精度，一举解决仿星器70多年来面临的最大挑战。
除了破解仿星器设计关卡障碍，新方法也能帮助改善托卡马克设备设计──另外一种磁约束核融合设备。在托卡马克设备内，常见失控电子损坏反应器壁的问题，新方法能精确定位这些电子潜在逃逸路线，为核融合技术开展新道路。
（首图来源：shutterstock）
