聚变提供了一种近乎无限能量的可能性，它将困在磁场中的气体加热到难以置信的高温，在这种高温下，原子的能量极高，以至于它们在碰撞时融合在一起。但是，如果这种被称为等离子体的热气体从磁场脱离，则必须将其安全地放回原位以避免损坏聚变装置——这个问题一直是磁约束聚变的一大挑战。

　　在这些所谓的破坏过程中，等离子体中能量的快速释放会损坏聚变装置：强烈的热量会使壁蒸发或熔化，大电流会产生破坏力，高能“失控”电子束会导致强烈的局部损伤。为了减少干扰，需要向等离子体中注入物质，使等离子体能均匀地辐射出去。一个挑战是材料在发生破坏之前难以到达等离子体的中间。研究人员希望将材料放入中间可以提供等离子体的“由内而外”冷却，防止破坏和失控电子的产生。

　　DIII-D国家核聚变设施的研究人员展示了一种***性的新技术，可以在破坏发生前实现这种“由内而外”的冷却。薄壁金刚石壳颗粒将有效载荷的硼尘深入等离子体中（图1）。实验表明，以每小时450英里左右的速度发射到核心的弹丸可以将硼粉尘沉积在***有效的等离子体深处。在释放等离子体中心附近的尘埃之前,金刚石壳逐渐在等离子体中解体。

　　这种新方法通过潜在地解决三个主要问题来改变聚变能的前景——有效地辐射等离子体的热量，减少等离子体对聚变装置的作用力，以及防止高能电子束的形成。正如DIII-D科学主任Richard Buttery评论的那样，“金刚石壳颗粒提供了处理这一挑战的所有三个方面的潜力，消除了设备损害的风险。”

　　未来的工作旨在创造更复杂的外壳设计，可以承载更大的有效载荷并穿透反应堆级等离子体。DIII-D正在探索的另一种技术称为破碎颗粒注射。在这种方法中，由氢、氖或氩的重同位素组成的固体冷冻颗粒以高速向等离子体发射。它们在撞击等离子体边缘之前会碎裂成小碎片。研究人员进行了实验，并将实验结果外推到法国开发的大型核聚变装置ITER上。他们相信这项技术对ITER是有效的。

　　研究人员Nick Eidietis在圣地亚哥的DIII-D聚变装置工作，他将在俄勒冈州波特兰市举行的美国物理学会等离子物理会议上展示他的研究成果。“可靠地防止中断的***佳方法仍然是一个悬而未决的问题，但我们在开发实现聚变能力所需的理解和技术方面取得了重大进展。如果这种新的壳体技术能够实现其***初的设想，它将改变聚变发电厂运行的前景。”

　　金刚石是自然界存在的特殊材料之一，具有***高的硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、宽能隙、高的声传播速率以及良好的化学稳定性等，如下表。虽然天然金刚石具有这些***的特性，但是它们一直仅仅是以宝石的形式存在，其性质的多变性和稀有性极大地***了其应用。而洛阳誉芯金刚石制备的CVD金刚石膜将这些优异的物理化学性能集一身，且成本较天然金刚石低，能够制备各种几何形状，在电子、光学、机械等工业领域有广泛的应用前景。