美国能源部(DOE) 普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL) 的物理学家与日本研究人员合作，对日本的大型螺旋装置(LHD) 进行了观测，这是一种在日本被称为“突出”的扭曲磁性设施。结果首次证明了一种将热量限制在称为仿星器的设施中的新方法，类似于日光管。这些发现可能会推进扭曲的设计，作为未来聚变发电厂的蓝图。
研究人员通过将微小的硼粉颗粒注入LHD 等离子体来促进聚变反应，从而产生了更高的限制效应。它们通过安装在PPPL 上的滴管注入，大大减少了湍流和涡流，并增加了产生反应所需的限制热量。 PPPL物理学家Federico Nespoli等人在期刊《自然-物理学》上发表了相关论文。
当研究人员在2018 年启动LHD 杂质粉末滴管项目时，他们希望它能够对能量限制产生影响。观察结果甚至比他们预期的还要好，等离子体半径的很大一部分上的湍流受到抑制。这项研究的结果将为控制聚变反应堆中的高性能等离子体提供良好的工具。
恒星机器最早于20 世纪50 年代由PPPL 创始人莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer) 领导建造，是一个很有前途的概念，但长期以来落后于被称为托卡马克(tokamak) 的对称磁装置。马克已成为生产核聚变能源的主要设施。恒星装置可以在稳定状态下运行，托卡马克所面临的等离子体破坏的风险很小，但热密封性相对较差。
聚变以等离子体的形式结合轻元素，释放大量能量。托卡马克和仿星器是科学家寻求获得安全、清洁且几乎无限的核聚变能，为人类产生核聚变能的主要磁设计。尽管硼长期以来一直被用来调节壁和改善托卡马克密封，但科学家们之前并没有看到像本文报道的那样广泛减少湍流和温度升高。
该论文提出，LHD 等离子体的显着热和约束改进可能是由于所谓的离子温度梯度(ITG) 不稳定性的减少，这种不稳定性会产生湍流，导致等离子体从约束中泄漏。湍流的减少与一种被称为“新古典输运”的热损失形成鲜明对比，后者是粒子逃离仿星器限制的另一个主要原因。研究人员目前正在进行新一轮LHD 实验，以测试在质量注入速率、等离子体密度和加热功率的一系列增加中，热量和限制的改善是否能够持续。
