在追求可控热核聚变这一清洁能源的征程中，托卡马克装置作为最有希望的实现路径，其核心在于精确控制高温等离子体。抗磁诊断作为测量等离子体压力的关键方法，长期以来依赖一个标准解析公式。然而，随着托卡马克实验复杂度提升，科学家发现该公式在高压状态下存在显著误差。
误差图：标准公式失效之处。该图显示了标准公式的误差(纵轴)与关键等离子体参数Λ(横轴)的关系，Λ综合反映了压力和电流分布。
俄罗斯研究人员利用计算代码SPIDER，创建了托卡马克装置中等离子体平衡的详细数字模型，即“虚拟托卡马克”。通过模拟数千种等离子体状态，他们对比了标准公式与精确抗磁信号，发现标准公式仅在参数组合βp + li/2接近1时有效。在低压状态下，公式会高估实际等离子体压力;而在高压状态下，则会低估，误差可达百分之几十，这对聚变反应控制构成挑战。
莫斯科物理技术学院研究员弗拉基米尔·普斯托维托夫指出：“标准公式存在‘盲点’，其精度不仅取决于等离子体压力，还受电流分布影响。我们提出了一种基于严格维里关系的更精确方法，避免了数据误读。”这项研究首次系统绘制了标准公式在广泛参数范围内的误差图，揭示了误差的物理原因，并指出以往解析理论的不准确性。
准确掌握等离子体能量对托卡马克稳定运行至关重要。低估参数可能导致放电破坏，高估则降低运行效率。新提出的抗磁测量分析方法，将为包括ITER在内的现有和未来装置提供更可靠的等离子体状态信息，对微调点火方案和维持聚变反应意义重大。同时，该研究也向理论学家提出了开发新解析公式的挑战，以推动聚变反应堆技术的进一步发展。
