一個由聚變科學家組成的研究小組成功地證明了離子可以被高能粒子驅動的等離子體振蕩加熱。這已通過使用新開發的混合模擬程序進行大規模模擬得到證實，該程序將等離子體振蕩，高能粒子和離子的計算聯系起來。該研究將加速等離子體自熱的研究，以實現聚變能。

所述融合在高溫等離子體氘離子和氚離子之間的反應將在未來聚變反應堆一起使用。由聚變反應產生的高能α粒子將其能量提供給等離子體，并且該等離子體自加熱保持了聚變反應所需的高溫條件。然而，我們存在的問題是燃料離子的加熱很弱，因為高能粒子通過與電子的碰撞將大部分能量提供給電子。為了提高離子加熱速率，建議通過由高能粒子驅動的等離子體振蕩來加熱離子。但是，這種離子加熱機制尚未得到證實。

自然科學研究院(NINS)融合科學研究所(NIFS)助理教授王浩和Yasushi Todo教授的研究小組利用計算機模擬研究了等離子體振蕩的離子加熱。

Todo教授之前開發了一種計算機程序，可以同時模擬整個等離子體的狀態，它被視為流體，以及等離子體中高能粒子的運動。該程序，因為它鏈接和計算流體和粒子，被稱為混合模擬程序。它使我們能夠研究等離子體振蕩和高能粒子之間的相互作用。該計劃在融合科學家中得到高度評價，目前正在進行一些使用該計劃的模擬研究。

然而，為了研究由高能粒子驅動的等離子體振蕩的離子加熱，有必要擴展混合模擬程序以模擬受等離子體振蕩影響的離子運動。研究小組成功開發了一種新的混合模擬程序，通過計算等離子體中的離子作為粒子，并將等離子體振蕩，高能粒子和離子的三種計算聯系起來。使用新的混合仿真程序，他們在超級計算機上對大型螺旋裝置(LHD)中產生的等離子體進行了大規模模擬。(在LHD上，我們利用等離子體內的高能氫粒子來研究由高能粒子驅動的等離子體振蕩。)新的混合模擬清楚地表明，離子從高能粒子激發的等離子體振蕩中獲得能量。這表明通過使用等離子體振蕩可以增加自加熱等離子體中的離子加熱速率。

因此，研究團隊首次通過等離子體振蕩證明了離子加熱。在此研究結果的基礎上，加快了實現聚變能的自熱等離子體的研究。

該研究結果發表于Wang等人。“ 2019年8月在核聚變中模擬高能粒子驅動的測地聲學模式和大型螺旋裝置等離子體中的能量通道” 。