高速相机捕捉Spheromak等离子体

（论文部分内容摘抄）

几十年来，热核能带来的无限、廉价和清洁能源的前景一直吸引着科学家们，而当我们面对环境危害和氢碳化合物的有限供应时，这种前景就更加诱人了。尽管可行的聚变反应器仍然是一个梦想，但该领域的研究不断成熟，产生了新的装置设计。成像技术在监测这些设计的实验原型的性能方面占有一席之地。

第一代反应堆，不论是基于磁性控制，还是基于激光或离子驱动的惯性方法，都将把和压缩成比太阳温度更高的等离子体，产生氦-4和中子。该工艺将释放出约3.4x1014J/kg的燃料，比化学反应的释放量高出约7个数量级。

但将理论付诸实践并非易事，聚变物质的基本问题是，聚变发生的温度约为100，000，000°，没有任何材料能够维持这样的温度，等离子体物理研究小组的研究人员正在使用（元奥仪器代理的pco.dicam）高速像增强相机，对一个实验性球形反应堆中的聚变等离子体进行成像。

实验室的持续球体物理实验研究员，在为甜甜圈形状的项目削减了十多年的资金后，研究磁约束的美国科学家再次开始研究球形太空舱，该太空舱提供了一种可能更简单、更经济的设计。“在球磁场中，磁场几乎完全由等离子体内部流动的磁场产生，不需要昂贵的磁线圈系统。实验在聚变研究中是至关重要的，因为三维等离子体的动力学可能超出了计算机模拟的能力。研究人员监测的密度，温度和在1米直径的实验装置中，研究了等离子体的湍流，以及磁场的行为，以便加深对基本物理的理解。

还是那句话，这说起来容易做起来难。等离子体运动极快，寿命极短。虽然不需要同步快门和闪光灯，因为等离子体产生自己的光，但在典型的实验拍摄中，快门速度为20至150 ns是必要的。

斯波洛马克实验。研究人员选取了快门速度为3 ns至1000 s的高速1280X1024像素像增强相机和单级微控制板强化器。这对于成像等离子体是有用的，等离子体非常明亮，但也转瞬即逝。因此收集起来很有挑战性足够的光子来分解现象的动力学。这摄像头是一个（广州市元奥仪器有限公司的pco.dicam系列）高速像增强相机。

最后，聚变研究并不仅仅依靠一种诊断模式，该团队使用了几种仪器来检查4毫秒长的放电不同阶段的等离子体。他说:“将这些测量结果与其它诊断方法(例如边缘磁探头、电压迹线、H-a线检测仪等)进行关联也非常有用，有助于阐明物理现象和其它宏观变化。

德国Excelitas PCO公司pco.dicam相机，具备高分辨率、高感光度、快速帧重复率、精确捕捉超快速过程的优点，将可实现高效的单光子检测，为实验提供强而有力的图像数据支持。

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