新兴研究表明，如果将液态锂应用于容纳聚变等离子体的设备的内壁，那么 使用聚变作为电源可能会更容易 。

等离子体是物质的第四态，是由带电粒子组成的热气体。能源部普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 的科学家们正在研究解决方案，以有效利用核聚变的力量，为化石燃料提供更清洁的替代品，通常使用称为 托卡马克的设备，该设备利用磁场限制等离子体。

“这些装置的目的是限制能量，” PPPL 的研究物理学家丹尼斯·博伊尔 (Dennis Boyle)说。“如果你有更好的能量限制，你就可以让机器变得更小、更便宜。这将使整个事情变得更加实用、更具成本效益，这样政府和行业就会愿意对此进行更多投资。”

博伊尔最近在物理学会等离子体物理分部会议上的受邀演讲中强调了这些新发现，它们是该实验室 锂托卡马克实验测试版 (LTX-β)的一部分。在最近的实验中，托卡马克壁内部添加了液态锂涂层，有助于等离子体在其边缘保持高温。保持热边缘是他们独特方法的关键，科学家们希望有一天能为聚变发电厂的设计做出贡献。过去的 LTX-β 实验研究了固体锂涂层，发现它们可以增强等离子体。研究人员很高兴他们可以用液态锂得到类似的结果，因为它更适合在大型托卡马克中使用。

PPPL 的首席研究物理学家兼 LTX-β 负责人Richard Majeski指出，开发聚变能的最大挑战之一是为限制等离子体的装置建造可行的墙。PPPL 致力于寻找应对这一挑战和其他挑战的解决方案，以帮助缩小将聚变能源引入电网的差距。 Majeski 表示：“尽管 LTX-β 是一个尺寸非常适中的球形托卡马克装置，但它是世界上第一个也是唯一一个 核心等离子体完全被液态锂壁封闭的等离子体约束装置。” “LTX-β 的结果非常有前景——液态锂不仅提供了能够承受 200 万度等离子体接触的壁，而且实际上还提高了等离子体的性能。”

液态锂可以减少维修的需要，当设备内壁暴露在等离子体的高温下时，液态锂可以充当设备内壁的屏障。

液态锂吸收了约 40% 从等离子体中逸出的氢离子，因此很少有这些粒子作为相对冷的中性气体再循环回到等离子体中。科学家将这种情况称为低回收环境，因为从等离子体中排出的大部分氢离子不会以冷却等离子体边缘的方式回收回等离子体中。

最终，这种低回收环境意味着等离子体边缘的温度更接近等离子体核心的温度。通过避免各种不稳定性，这种温度的均匀性应该可以使等离子体比没有液态锂时更好地限制热量。

当注入高能中性粒子束来加热等离子体并为其提供燃料时，液态锂还可以增加等离子体的密度。对于固态锂，仅证明了密度的小幅增加。当使用中性束时，添加的氢离子会在称为电荷交换的过程中推出等离子体中已有的氢离子。

研究人员认为，关键的区别是由于少量的锂从反应器的液壁蒸发并进入等离子体。等离子体中的锂杂质改变了电荷交换的动力学，并允许等离子体保留中性束添加的氢离子，而不排除其他氢离子，从而导致等离子体密度总体增加。

“在更大的托卡马克中安装液态锂墙将是困难且昂贵的。为了在 NSTX-U 的未来阶段自信地推进液态锂墙，小规模的探索性实验至关重要。LTX-β 就是那个实验，”Majeski 说。