氘离子和氚离子在高温等离子体中的聚变反应将在未来的聚变反应堆中得到应用。聚变反应产生的高能α粒子将它们的能量提供给等离子体，这种等离子体的自热维持了聚变反应所需的高温条件。然而，我们有一个问题，燃料离子的加热很弱，因为高能粒子通过与电子的碰撞把大部分能量给了电子。为了提高离子加热速率，提出了利用高能粒子驱动等离子体振荡加热离子的方法。然而，这种离子加热机制尚未得到证实。

国家自然科学院(NINS)国家聚变科学研究所(NIFS)的助理教授王浩和教授Yasushi Todo的研究小组利用计算机模拟对等离子体振荡引起的离子加热进行了研究。

Todo教授之前开发了一个计算机程序，可以同时模拟等离子体作为一个整体的状态，它被视为流体，以及等离子体中高能粒子的运动。这个程序，因为它连接和计算流体和粒子，被称为混合模拟程序。它使我们能够研究等离子体振荡与高能粒子之间的相互作用。该程序在聚变科学家中得到了高度评价，目前正在进行一些使用该程序的模拟研究。

然而，为了研究高能粒子驱动等离子体振荡对离子加热的影响，有必要扩展混合模拟程序来模拟等离子体振荡对离子运动的影响。研究组将等离子体中的离子作为粒子进行计算，并将等离子体振荡、高能粒子、离子的3种计算相结合，成功开发出了新的混合模拟程序。利用新的混合模拟程序，他们在超级计算机上对大螺旋装置(LHD)中产生的等离子体进行了大规模模拟。(在LHD上，我们利用等离子体内部的高能氢粒子来研究由高能粒子驱动的等离子体振荡。)新的混合模拟清楚地表明，离子从高能粒子激发的等离子体振荡中获得能量。这表明利用等离子体振荡可以提高自热等离子体中的离子加热速率。

因此，研究小组在世界上首次证明了等离子体振荡对离子的加热作用。在本研究成果的基础上，加速实现聚变能的自热等离子体的研究。