让我们看看，3D托卡马克模拟中的核聚变是什么样子的

来自聚变反应堆内部的图像，显示了自然界最极端的过程之一是如何在地球上复制的。

现在，你可以看到核聚变是如何在一个称为“托卡马克（Tokamak）”的甜甜圈形状的容器中发生的，这要归功于洛桑联邦理工学院的一项新的3D可视化技术。

什么是核聚变，为什么它很重要？

核聚变是为像太阳这样的恒星提供能量的反应。当两个轻原子核融合，形成一个更重的原子核，并在此过程中释放出大量的能量时，就会发生这种情况。

如果人类能够催化核聚变反应，产生净能量收益 —— 包括启动相关设备所需的能量 —— 这可能是最可靠的零碳能源的开始。

核聚变有不同的方式；一些方法涉及激光，而另一些则依赖于过热的等离子体。后一种选择发生在托卡马克中，这是一种甜甜圈形状的容器，里面装有等离子体，物理学家可以用磁场来控制等离子体。世界上最大的托卡马克目前正在法国南部建造。

这些可视化是什么，它们显示了什么？

在核聚变可视化中，EPFL的实验博物馆学实验室将来自托卡马克模拟和等离子体测试的TB数据转化为3D可视化，展示了粒子如何通过环形腔。托卡马克的内部是EPFL可变配置托卡马克（TCV）的精确复制品，由该装置内部的扫描呈现。

实验室的计算机科学家Samy Mannane在EPFL的一份新闻稿中说：“为了生成一张图像，该系统必须以每秒60次的速度计算每只眼睛里数千个运动粒子的轨迹。我们甚至能够捕捉到反应堆壁内衬石墨瓦的磨损情况，这些石墨瓦在TCV试运行期间会受到极高的温度的影响。”

托卡马克中的石墨瓦必须承受超过1.8亿华氏度（1亿摄氏度）的温度，并在可视化中得到忠实的表现。电子用红色表示，质子用绿色表示，托卡马克的磁场用蓝色表示。

“可视化过程背后的物理原理极其复杂，”EPFL瑞士等离子体中心的新任主任保罗·里奇（Paolo Ricci）在同一份新闻稿中说。“托卡马克有许多不同的运动部件：具有异质行为的粒子、磁场、加热等离子体的波、从外部注入的粒子、气体等等。即使是物理学家也很难理清一切。”

聚变能的未来是光明的 —— 托卡马克内部工作的这些明亮的图像，确实使它变得更加光明。

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