2024年10月17日，INTERESTING ENGINEERING发布了一篇题为《How nuclear fusion study helps cut turbulence, boost plasma thruster power》的文章，探讨了核聚变研究如何帮助减少湍流并增强等离子体推进器的功率。
由卡罗来纳大学三分校 EP2 小组开发的螺旋等离子推进器。 EP2-UC3M
尽管马德里卡洛斯三世大学(UC3M)的科学家们和能源、环境和技术研究中心(CIEMAT)的研究人员在研究兴趣上似乎没有太多共同点，但他们发现了一个问题，可以携手合作解决，那就是聚变等离子体湍流。
等离子体推进器在太空探索领域已经应用了几十年，它通过电场和磁场加速带电粒子或电离气体，产生高排气速度，相较于化学燃料具有明显的优势。它可以通过小型排气口释放柔和的等离子体推力，有效控制卫星在轨道上的运动。
这些推进器产生的等离子体与聚变核反应堆中使用的等离子体非常相似，后者在高达1.5亿度的温度下运行，为原子核的聚变创造条件，释放出巨大的能量。
然而，聚变能源行业面临的问题，比如等离子体壁面接触和湍流，同样也出现在等离子体推进器中。这为两个看似研究领域不同的研究小组提供了合作的机会，他们可以相互借鉴，共同解决问题。
“尽管我们都在研究等离子体，但我们的技术术语和看待问题的方式却大相径庭，”UC3M的研究员Jaume Navarro解释道，UC3M是欧洲拥有最大等离子体推进研究团队的学府之一。“一旦我们互相了解了对方的工作，我们就能更好地理解彼此的语言和共同面临的挑战。”
Navarro与CIEMAT的Carlos Hidalgo合作，后者帮助将聚变研究中使用的诊断工具的技术知识转移到等离子体推进器上。CIEMAT的研究人员使用了一种快速摄像机，能够分析三种不同波长的聚变反应。
利用这些工具，Navarro和他的同事们发现了等离子体推力中更小尺度的湍流结构，这是他们以前从未见过的。现在，UC3M团队可以致力于控制这些湍流的形成，并提高推进器的性能。
图片展示了在不同波长下对聚变反应的分析，这有助于研究人员确定以前从未见过的尺度上的湍流。图片来源：CIEMAT。
两个研究团队合作的另一个好处是，他们可以在通常不会涉足的领域共享数据。核聚变反应发生在极高的温度下，并且高度磁化，而等离子体推进器在更低的温度下运行，磁场相对较弱。
但由于湍流在这两种条件下都会出现，研究人员共享了关于湍流发生的数据，并在更广泛的条件下验证了计算机模型，这将有助于未来的聚变能源研究。
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