为了在商业上可行，聚变发电厂必须创造并维持聚变反应所需的等离子体条件。然而，在高温和高密度下，等离子体往往在这些温度和密度上产生梯度。这些梯度会产生不稳定性，例如边缘局域模式(elm)。
elm发生在等离子体边缘，有可能损坏附近的反应堆壁。影响elm的一个特征是等离子体的横截面形状。
研究人员使用术语等离子体三角形来描述等离子体形状偏离椭圆形的程度。大多数研究的等离子体具有正三角形，这意味着它们具有D形横截面，“D”的垂直部分靠近托卡马克的中心柱。
在最近的研究中，科学家们研究了负三角形，即垂直部分靠近外壁的相反形状。已知负三角形等离子体表现出一些梯度的自我调节。通过对DIII-D国家聚变设施项目数据的广泛分析，研究人员表明，这种成形在各种等离子体条件下都具有固有的不稳定性。这项研究发表在《物理评论快报》杂志上。
该研究表明，负三角形等离子体在不牺牲聚变性能的情况下，在等离子体边缘区域不存在潜在的破坏性不稳定性。这表明负三角形成形稳定了等离子体边缘的不稳定性。
同时，它实现了高核心性能和边缘条件，以实现未来核聚变发电厂所需的燃烧等离子体条件。这一结果表明，负三角形成形可能是核聚变电站设计的一种理想方法。
在DIII-D国家聚变设施托卡马克上进行的实验探索了使用负三角形整形来限制高不稳定和高能elm的发展。这项工作是一个更大的负三角合作的一部分，该合作包括美国几乎所有从事核聚变研究的机构。
虽然elm在与核聚变发电厂相关的高性能等离子体条件下很常见，但研究发现，负三角形整形限制了等离子体边缘可以生长成elm的温度和压力梯度的发展。
值得注意的是，具有强负三角形(小于-0.15)的等离子体没有表现出任何不稳定性，即使在通常导致elm的高加热功率和核心性能下也是如此。对广泛的DIII-D数据集进行了深入分析，这些数据集代表了一系列条件，包括聚变反应堆所需的高堆芯性能和边缘兼容性，一致显示了这种无elm的性质。
这项工作是由DIII-D托卡马克的全面、高保真诊断实现的，建模的改进有助于支持结论，显示在扩大的条件范围内提高了稳定性。
此外，这种固有的稳定性比其他方法(如通过共振磁扰动抑制ELM或在无ELM状态下操作)抑制ELM的方法更加稳健。因此，负三角形形状有可能限制高能，破坏性等离子体的不稳定性，这是目前核聚变发电厂设计的主要挑战。这表明负三角形方法在核聚变电站设计中的应用值得进一步研究。
