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△多普勒原理測(cè)量電子速度：左側(cè)的激光照在電子上發(fā)生湯姆遜散射，由于電子運(yùn)動(dòng)速度的影響，散射光的頻率發(fā)生變化（變紅或變藍(lán)），上方的檢測(cè)器可以檢測(cè)頻率變化，進(jìn)而推算電子的速度。圖片來(lái)源：https://www.scienceinschool.org
通過(guò)測(cè)量這一頻率的變化，就可以算出電子的運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)而算出等離子體的溫度。
變廢為寶：離子測(cè)速
測(cè)量1億度的高溫，不能只依賴一種方法。除了電子速度的測(cè)量之外，科學(xué)家需要一些測(cè)量離子溫度（也就是說(shuō)，測(cè)量離子速度）的方法。
由于氫離子僅有一顆質(zhì)子構(gòu)成，其大小不足以被探測(cè)到，所以直接測(cè)量氫離子速度不太容易實(shí)現(xiàn) 。但人們發(fā)現(xiàn)，等離子體中不可避免地會(huì)混入一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)成分給了科學(xué)家以靈感。
例如，有些等離子體約束裝置中會(huì)含有金屬鎢，這就使得工作等離子體中混有痕跡量的鎢。鎢原子是較重的原子，這就使其原子核的電磁吸引力非常大，以至于在1億度的高溫下，仍然能束縛住不少核外電子。
在高溫下，被束縛的核外電子會(huì)發(fā)出X射線輻射，這一輻射同樣也會(huì)因?yàn)殒u離子本身的速度而產(chǎn)生多普勒效應(yīng) 。通過(guò)測(cè)量這一多普勒效應(yīng)，也就可以算出該離子的速度，并且進(jìn)一步推算出離子溫度了。
多個(gè)測(cè)溫方法都有其優(yōu)劣點(diǎn)，聯(lián)合運(yùn)用才可以更準(zhǔn)確地測(cè)得溫度。
我們何時(shí)才能實(shí)現(xiàn)“能量自由”？
對(duì)于人類社會(huì)來(lái)說(shuō)，能源是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，能源的發(fā)展可以極大滿足人類的很多需求。
例如，機(jī)械和肥料的使用讓人們的糧食產(chǎn)量大為增加，而機(jī)械和肥料都是需要大量能量才能獲得的物資；汽車和飛機(jī)讓人們的交通更加便捷，從北京到上海只要幾個(gè)小時(shí)，這在前工業(yè)時(shí)代是不可想象的。
如果難以理解可控核聚變對(duì)人類的意義，不妨來(lái)考慮一下人類馴服野牛野馬的過(guò)程。牛馬等畜力為人類提供了充足而廉價(jià)的動(dòng)力來(lái)源，極大地提升了人類的活動(dòng)范圍和耕作能力，讓人類得到了更進(jìn)一步的解放和發(fā)展。
而核聚變與牛馬的不同就在于，一克核聚變?nèi)剂纤茚尫诺哪芰?，約等于一匹馬不眠不休地工作14.5年所貢獻(xiàn)的能量（馬：求求你做個(gè)人吧?。?。
因此，早日實(shí)現(xiàn)可控核聚變，獲得“能量自由”的重要性，就不言而喻了。辛勤工作的科研工作者獲得的重要成果來(lái)之不易，讓我們期待人類早日實(shí)現(xiàn)“能量自由”吧！
參考文獻(xiàn)：
Dooley P (2012) Seeing the light: monitoring fusion experiments. Science in School 24: 12-16.
Rüth C (2012) Harnessing the power of the Sun: fusion reactors. Science in School 22: 42-48.
https://web.archive.org/web/20070221005552/http://mathworld.wolfram.com/MaxwellDistribution.html

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