核聚变装置的目的是尝试利用核聚变反应获取电能,如利用太阳上发生的核聚变反应获取电能。如果取得成功,这将赋予人类取之不尽用之不竭的能源。这个领域最大的项目是目前正在法国建造的国际热核聚变实验反应堆(ITER)。
这种装置中可能出现的一个不良现象是,聚变等离子体及反应堆第一壁之间产生的所谓单极弧现象。这种现象将破坏反应堆壁,使等离子体冷却并遭到污染,在受控热核聚变时这是不允许的。单极弧的产生机制至今仍然没有研究透彻,因此与此问题相关的研究具有前沿性。
等离子体与作为核聚变反应堆第一壁成分的钨相互作用让金属表面覆盖上大量的绒毛,直径达数十纳米,长度达1微米。学者们称之为"钨纳米绒毛"。
俄罗斯国立核能研究大学"莫斯科工程物理学院"等离子物理教研室工作人员西涅利尼科夫在日本名古屋大学实习期间发现,单极弧产生后在钨绒毛上出现类似于雪花的结构。此后,该教研室又进行了进一步的试验,目的是弄清楚,这种结构在受到高强度电场作用时如何决定钨纳米绒毛的属性。研究发现,这种"雪花"会在很大程度上影响电场。
公告中援引西涅利尼科夫的话指出,除了外表漂亮以外,"雪花痕迹"可以更好地帮助研究弧沿表面移动的机制。
学者们认为,对这个现象的进一步研究将有助于防止核聚变装置中产生有害单极弧,并以此确保其可靠运行。