Не все ионы в токамаке идут с потоком. Впервые ученые измеряют вращение основной (дейтериевой) плазмы в краевой области термоядерного устройства. Новые спектроскопические измерения в сочетании с современным спектроскопическим моделированием сделали возможным это измерение. Наблюдаемое вращение на краю плазмы значительно выше, чем считалось ранее на основании измерений примесных элементов в плазме.

Новый подход собирает свет, излучаемый плазмой в результате взаимодействия с инжектированным пучком нейтрального дейтерия, и передает свет на спектрометры. Излучение дейтерия изолируется путем настройки спектрометров на длину волны покоя видимой спектральной линии дейтерия. (a) Команда смоделировала процесс, ведущий к измерению спектра для каждой из диагностических линий взгляда (серый), чтобы скорректировать различные воздействия на измерение. (б) Сравнение между скорректированным дейтерием и обычно измеренным вращением углерода показывает большие различия вблизи края плазмы. Фото: Шон Хаски, Принстонская лаборатория физики плазмы

Более высокая скорость вращения потенциально хорошая новость для ИТЭР и будущих реакторов. Зачем? Плазменное вращение полезно для термоядерного синтеза, улучшая как стабильность, так и ограничение. Будущие исследования будут использовать эти измерения для разработки улучшенных теорий потока плазмы в термоядерных реакторах.

Ученые из Лаборатории физики плазмы Принстона, работающие на DIII-D National Fusion Facility, в сотрудничестве с учеными из General Atomics и Калифорнийского университета в Ирвине, проводят новые прямые измерения объемного потока плазмы (ион дейтерия) вблизи границы раздела. плазма горячего синтеза. Этот метод является прорывом. Ранее ученые сделали вывод, что основная масса плазмы вытекает из потока примесей. Однако поток примесей не является надежным проводником у края плазмы. Спектроскопические измерения вращения дейтерия показывают, что скорость потока плазмы может быть значительно выше, чем расчеты, основанные на потоке углеродных примесей в плазме.

Прямое измерение объемного потока плазмы предоставляет исследователям беспрецедентную информацию о механизме генерации потока в термоядерной плазме. Вращение выгодно в термоядерной плазме, и текущие эксперименты часто генерируют вращение посредством инжекции нейтральных пучков, которые раскручивают плазму. Однако термоядерный реактор будет иметь относительно слабый источник внешнего импульса, поэтому особенно важно понять механизм наблюдаемого самогенерируемого потока и его влияние на будущие реакторы, такие как ИТЭР. Тот факт, что объемный поток плазмы выше, чем ожидалось, на основании измерений содержания примесей, является потенциально хорошей новостью для ИТЭР, поскольку для достижения того же потока плазмы может потребоваться меньшее количество потока, генерируемого извне.

По материалам phys.org