科學家們已基本完成高分辨率中子譜儀(HRNS)的研發工作，該系統將用于測量ITER反應堆預期的整個聚變功率范圍內等離子體發射的中子數量和能量。

研究團隊表示，HRNS是ITER重要的等離子體診斷裝置之一，其作用是對等離子體核心中的nt/nd比進行中子測量。它與其他ITER診斷裝置共存，成為高效、精確進行等離子體診斷的有力工具。

科學家指出，ITER托卡馬克的復雜性帶來了諸多此前未被視為首要考慮的變量，如探測器區域的磁場或高溫。

“HRNS為我們提供了有關反應室內氘和氚(氫同位素)比例的信息。”描述該譜儀文章的第一作者、IFJ PAN的Jan Dankowski博士稱，“測量等離子體中兩個主要反應產生的快中子布居，可直接指示燃料成分、離子溫度和燃燒質量。在ITER和未來的反應堆中，這將成為控制和優化反應堆運行的關鍵工具。”

Dankowski強調，缺乏這些信息意味著失去最重要的等離子體診斷工具之一，會嚴重阻礙ITER的科學研究和未來動力反應堆的安全運行。

該譜儀設計是克拉科夫波蘭科學院核物理研究所(IFJ PAN)、烏普薩拉大學和米蘭等離子體科學與技術研究所的物理學家和工程師共同努力的成果，且與ITER組織密切合作開發。

科學家發現，氫同位素的原子核會形成等離子體，這些帶電等離子體可通過反應堆(托卡馬克)環形真空室內的磁場與壁面隔離。研究人員還指出，必須額外加熱等離子體，使其達到1.5億開爾文的溫度，才能保證反應正常進行。聚變過程中產生的高能中子呈電中性，會逃逸到托卡馬克壁上，從而回收大部分產生的能量(最終在與鋰碰撞時生成氚)。

研究小組透露，為確保HRNS譜儀在ITER反應堆預期的各種條件下運行，需將其分成四個獨立的子組件。每個子組件都是單獨的譜儀，按不同原理運行，且設計用于不同的中子通量強度范圍。

來自IFJ PAN的物理學家正在開發第一個子組件——TPR(薄箔質子反沖)。在此過程中，中子將質子從薄聚乙烯箔中撞出，其散射角度取決于中子能量，近100個硅探測器負責探測質子。據新聞稿稱，第二個子組件是NDD(中子金剛石探測器)譜儀，由十幾個金剛石探測器記錄中子。

最后兩個子組件FTOF(前向飛行時間)和BTOF(后向散射飛行時間)測量中子的飛行時間，并根據速度估算中子動能。其中，FTOF分析保持與原始運動方向相似的中子，BTOF分析以大角度散射的中子。

物理學家透露，HRNS譜儀將安裝在聚變室周圍一堵厚厚的混凝土防護墻后面，靠近一個直徑幾厘米的開口，以便探測等離子體中心產生的中子。根據反應堆功率不同，中子通量將發生巨大變化，達到每平方厘米每秒數億個粒子。