一台紧凑型聚变装置的电子达到1亿度

在未来能够自持“燃烧”的聚变反应堆中，聚变产生的α粒子将通过碰撞把大部分能量交给等离子体中的电子。这些电子能被加热到多高的温度，以及它们的热量流失得有多快，将在很大程度上决定反应堆的运行效果。

直接加热电子的一种方法是使用微波：电子回旋共振加热（ECRH）。预计它在未来的紧凑型聚变装置中将越来越重要。然而，球形环——一种用磁场约束等离子体的非常紧凑的装置——上的实验大多采用快中性粒子束加热，研究的是热离子。作者写道，热电子几乎只由微波加热的等离子体，在很大程度上仍是未经探索的领域。

第18325次放电

Guang Yang、Yuejiang Shi以及北京新奥聚变公司（ENN Fusion）运营的球形环EXL-50U团队报告了这样一次放电。在第18325次放电中，等离子体电流约为500千安，仅由50吉赫的微波加热，微波来自先后使用的两套系统：先是一个约230千瓦的发射器，持续到0.5秒，然后是第二个约200千瓦的发射器。

• 第一个发射器工作期间，芯部电子温度保持在2 keV左右。
• 切换之后，电子温度迅速上升。在0.60秒时，一种激光诊断手段（汤姆孙散射）在中心测得约10 keV。由于误差棒很大，团队保守地取8.6 keV——即1亿开尔文——作为下限。
• 高温阶段持续约150毫秒，芯部密度非常低，约为每立方米0.4 × 10¹⁹个粒子，随后随着电流下降、密度上升而崩溃。

EXL-50U上的第18325次放电：切换到第二套微波系统后，芯部电子温度（图a6）在约0.6秒时达到峰值；图B显示了峰化明显的温度剖面。——图1，Yang等（2026），arXiv:2610.14684。

由于切换时注入功率几乎没有变化，作者把温度的跃升归因于第二个发射器沉积能量的位置发生了变化——根据他们的射线追踪模型，是在偏离轴线的地方。确切的机制，以及两束波的不同极化是否为决定性原因，仍是悬而未决的问题。

热电子，冷离子

温度剖面高度峰化：在通往边缘的半途中就降到约1 keV，而密度几乎保持平坦。热量集中在轴线附近。

高温窗口期间没有测量离子。同一天，一台X射线谱仪测得芯部离子温度集中在0.5 keV附近；在相邻的几次放电中，随着密度降低，电子与离子的温度比不断增大。换句话说，在低密度下，这种等离子体中的电子和离子高度解耦：1亿度只属于电子。

团队还对热量如何逃逸进行了建模。电子热量的泄漏速度比最简单的碰撞理论预测的快100到10,000倍——物理学家称之为反常输运——但在非常靠近轴线处则没那么快。模拟指向两类小尺度不稳定性，一类在芯部，一类在半径中部；作者强调，这些并不是对热损失的定量预测。

需要记住的几点

作者明确列出了中心温度的几项保留意见。在如此低的密度下测量噪声很大；测量假定电子服从正常的热分布，而微波可能产生的“非热”快电子并没有被分辨出来。等离子体的杂质水平是假定的，而非测量得到的。

此外还需要指出一个利益冲突。作者隶属于运营EXL-50U的私营公司新奥聚变，这项工作由新奥旗下的一家公司资助。他们声明没有利益冲突，并表示资助方在研究中没有发挥任何作用。不过，这仍是一家公司在一篇未经同行评审的简短预印本中，报告自家装置的性能里程碑。