导读 普林斯顿等离子体物理实验室是国家实验室，其使命是为创造聚变能、太阳和恒星的动力源奠定科学基础。聚变能研究始于 PPPL，该实验室 71

普林斯顿等离子体物理实验室是国家实验室，其使命是为创造聚变能、太阳和恒星的动力源奠定科学基础。

聚变能研究始于 PPPL，该实验室 71 年的历史让我们得以一窥聚变能开发中的一些关键创新，以及等离子体科学和相关技术的基本发现。 PPPL 的科学家们创造并打破了他们自己产生的最热离子温度的世界纪录，获得了诺贝尔物理学奖，并为人工智能、量子计算、纳米技术甚至食品安全的进步做出了贡献。

1955 年普林斯顿大学天文学教授莱曼·斯皮策建立了马特宏峰项目，这是 PPPL 的前身。 他制造了 A 型“仿星器”或“恒星发生器”，这是同类中第一个此类聚变装置。 它使用磁铁沿 8 字形路径引导等离子体。

1960 年代 C 型仿星器项目马特宏峰于 1961 年更名为普林斯顿等离子体物理实验室。C 型仿星器于次年开始运行。 在苏联的科学家证明一种新的磁性结构(一种称为“托卡马克”的甜甜圈形聚变装置)提高了性能后，PPPL 在 1960 年代后期将 Model C 转换为托卡马克。

1970 年代：1974 年，国会批准托卡马克聚变试验堆 (TFTR) 项目。 TFTR 将成为世界上第一个使用 50-50 氘和氚混合物进行实验的磁聚变装置，这些燃料很可能用于 21 世纪的聚变发电厂。 1978 年，普林斯顿大环面实验创造了 6000 万摄氏度的离子温度世界纪录。

1980 年代 1982 年，TFTR 在 12 月 24 日产生了第一个等离子体。 1986 年，TFTR 产生了约 2 亿摄氏度的世界纪录离子温度，是太阳中心温度的 10 倍以上。

1990 年，TFTR 创造了离子温度(4 亿摄氏度)和聚变发电量(60,000 瓦)的世界纪录。 • 1993 年，PPPL 物理学家 Russell Hulse 因共同发现第一颗双星脉冲星而分享诺贝尔奖。 • 1993 年 12 月，TFTR 在世界上第一个使用 50-50 氘和氚混合物的磁聚变实验中实现了 630 万瓦的聚变功率的世界纪录。

• 1999 年，PPPL 开始运行一种新的球形托卡马克装置，即国家球形环面实验 (NSTX)，这是一种紧凑的装置，其形状更像苹果核而不是传统的甜甜圈形状，它有可能导致更小的试验工厂生产更经济的产品聚变电。

2002 年，PPPL 工程师开发了微型综合核探测系统 (MINDS)，这是一种便携式反恐系统，可用于扫描移动的车辆、行李和容器中的核材料。 • 2004 年，与传统托卡马克相比，NSTX 在给定磁场强度下成功地将等离子体限制在更高的压力下，展示了球形托卡马克以更低的成本产生聚变的潜力

• 2008 年锂托卡马克实验(LTX)，旨在探索锂作为托卡马克内壁涂层的用途，产生了第一个等离子体。

2011 年，PPPL 开始对 NSTX 进行升级，将等离子体电流加倍，使磁场更强大，并将等离子体脉冲的长度从 1 秒增加到 5 秒。 • 2013 年，PPPL 和农业部的研究人员合作开发了一种技术，通过使用无线电频率对蛋壳中的鸡蛋进行巴氏杀菌，而不会损坏细腻的蛋清，这是一种从融合实验中改进而来的技术。

• 2016 年，国家球形环面实验升级 (NSTX-U) 开始运行，并迅速显示出改进的等离子体性能，直到当年晚些时候停止实验以修复磁铁。 一个新的更大的低温等离子体实验室开放，专注于纳米技术和等离子体应用。 • 2017 年，PPPL 完成了稳定电网的份额交付，该电网将为法国正在建设的国际托卡马克装置 ITER 提供 120 兆瓦的非脉冲电力

2019 年 PPPL 开始了一个学徒计划，这是第一个在劳工部注册的针对聚变能源和工程技术人员的计划。 锂托卡马克实验完成了一项重大升级，以在与聚变相关的等离子体温度和密度水平下测试锂壁涂层。