加热等离子体以进行聚变研究需要兆瓦级的功率。研究托卡马克用于实现必要功率输入的一种方法是中性束注入 (NBI)。使用 NBI，快速中性粒子在称为束源的装置中产生，然后注入等离子体。

在等离子体中，这些粒子可以通过称为热化的过程在注入路径上的不同位置被电离(带上电荷)。然后，高能离子与现有的等离子体电子和离子发生碰撞。这会将离子的大部分能量转移到电子上，从而加热等离子体。

作为研究生项目的一部分，DIII-D 国家聚变设施的研究人员监测了 NBI 过程中电子温度的变化并研究了其背后的物理原理。该研究成果发表在《等离子体物理学》杂志上。

与蒙特卡罗模拟结果对比发现，电子温度曲线轨迹是由注入中性粒子产生的快离子与冷电子之间的竞争作用决定的，因此可以利用电子温度曲线推导出中性束沉积分布，从而实现对中性束性能的实验监测。

这将使研究人员能够使用 NBI 准确监测设备中的聚变反应。这些设备包括当前正在研究的托卡马克和正在建设中的大型 ITER 实验。此外，电子传输会影响等离子体约束和稳定性。这项研究将帮助科学家了解这些影响，从而利用聚变来生产能源。