科學家們幾乎完成了高分辨率中子光譜儀（HRNS）的開發。這一系統將用於測量在整個預期的 ITER 反應堆融合功率範圍內，從等離子體中發射出來的中子的數量和能量。研究團隊透露，HRNS 是 ITER 的重要等離子體診斷工具，其運作角色是測量等離子體核心中的 nt/nd 比率。HRNS 與其他 ITER 診斷工具共同運作，使其成為高效且精確的等離子體診斷利器。科學家們還指出，ITER 托卡馬克的複雜性帶來了許多以前未被認為是主要重要性變量的因素，例如探測區域的磁場或高溫。
HRNS 提供有關氘和氚的比例資訊，這些氫同位素會在反應室內結合。波蘭科學院核物理研究所的 Jan Dankowski 博士表示：「HRNS 為我們提供了氘和氚的比例資訊，這些氫同位素會在反應室內結合。測量來自等離子體中兩個主要反應的快速中子數量，直接指示燃料組成、離子溫度和燃燒質量。在 ITER 和未來的反應堆中，這將是控制和優化反應堆運作的關鍵工具。」Dankowski 強調，缺乏這些資訊將有效意味著失去一個最重要的等離子體診斷工具，這將大幅妨礙 ITER 的科學研究及未來電力反應堆的安全運作。
光譜儀的設計是由來自波蘭科學院核物理研究所、烏普薩拉大學和米蘭的等離子體科學與技術研究所的物理學家和工程師共同合作的成果，並與 ITER 組織密切協作。科學家們揭示，氫同位素的核形成了等離子體，這種帶電的等離子體可以通過反應堆的圓環真空腔內的磁場與牆壁隔離。研究人員還指出，這種等離子體必須進一步加熱到 1 億 5 千萬開爾文，以保證反應的正常進行。在融合過程中產生的高能中子由於帶有電中性，因此會朝向托卡馬克的牆壁逃逸，從而使大部分產生的能量得以回收，並最終在與鋰的碰撞中產生氚。
為了確保 HRNS 光譜儀在 ITER 反應堆預期的各種條件下正常運作，研究團隊將其分為四個獨立的子組裝。每個子組裝都是一個獨立的光譜儀，運作原理不同，並設計用於不同範圍的中子通量強度。來自 IFJ PAN 的物理學家們正在開發第一個子組裝，稱為 TPR（薄膜質子反沖），在這裡，中子會將質子從薄聚乙烯膜中擊出，而它們的散射角度取決於中子的能量。將近 100 個硅探測器負責質子的探測。第二個子組裝是 NDD（中子鑽石探測器）光譜儀，在這裡，中子會通過十幾個鑽石探測器進行記錄。最後兩個子組裝 FTOF（前向飛行時間）和 BTOF（反向散射飛行時間）則測量中子的飛行時間，並根據這種方式確定的速度估算其動能，FTOF 分析保持與原始運動方向相似的中子，而 BTOF 則分析那些以大角度散射的中子。
物理學家們透露，HRNS 光譜儀將安裝在圍繞融合室的厚混凝土保護牆後面，靠近一個幾厘米直徑的開口，以便能夠檢測產生於等離子體中心的中子。根據反應堆的功率，其通量將會劇烈變化，達到每平方厘米每秒數億個粒子的水平。這一創新技術的發展不僅為 ITER 的運作提供了關鍵支持，還將促進未來核融合能的安全與高效利用。
