PPPL -fysikere er afgørende for en ny kampagne om verdens mest magtfulde stellarator

Fysikere fra US Department of Energy's (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) leverer kritisk ekspertise til den første fulde kampagne for verdens største og mest kraftfulde stellarator, et magnetisk indeslutningsfusionseksperiment, Wendelstein 7-X (W7-X) i Tyskland. Fusionsfaciliteten genoptages igen den 28. august, 2017, og vil undersøge egnetheden af ​​dets optimerede magnetfelter til at skabe steady state -plasmaer og tjene som model for et fremtidigt kraftværk til produktion af en "stjerne i en krukke, "en praktisk talt ubegrænset kilde til sikker og ren energi til elproduktion.

W7-X startede i december, 2015, og afsluttede sit første løb i marts, 2016. Anlægget er siden blevet opgraderet til at forberede den kraftfulde kampagne, der skal begynde.

Dybt involveret i det nye 15-ugers løb er PPPL-fysikerne Sam Lazerson og Novimir Pablant, der tilbringer to år på Max Planck Institute of Plasma Physics i Greifswald, Tyskland. Lazerson, der tidligere kortlagde W7-X-magnetfelterne med magnetiske spoler i staldør, bygget af PPPL, leder en taskforce, der vil planlægge og køre en række eksperimenter på stellaratoren. Pablant, der designede et røntgenkrystalspektrometer til at registrere W7-X-plasmaets adfærd, vil betjene diagnosen sammen med et tysk spektrometer og vil bidrage til planlægning og udførelse af forskning.

Første kørsel i designet konfiguration

"Dette bliver den første kørsel af maskinen i dens designede konfiguration, "sagde David Gates, der leder afdelingen for stjernernes fysik på PPPL og fører tilsyn med laboratoriets rolle som ledende amerikansk samarbejdspartner i W7-X-projektet. Det nye løb vil teste en enhed, der kaldes en "ø -afledning" til udmattelse af termisk energi og urenheder. Kampagnen vil også øge stellaratorens varmeeffekt til otte megawatt for at muliggøre drift ved en højere beta - forholdet mellem plasmatryk og magnetfelttrykket, en nøglefaktor for plasmaindeslutning.

Sådanne fremskridt markerer skridt mod at forlænge indeslutningstiden for den varme, ladet plasmagas, der brænder fusionsreaktioner i den optimerede maskine. "Målet er at øge plasmaindeslutning sammenlignet med traditionelle stellaratorer, "sagde Gates.

Fremadrettet, Max Planck-ingeniører planlægger at installere et amerikanskbygget "skrapelement" på W7-X efter afslutningen af ​​den første 15-ugers kampagne. Den følgende fase vil studere enhedens evne, oprindeligt designet på Oak Ridge National Laboratory og afsluttet på PPPL, at opfange varme, der strømmer mod aflederen og forbedre dens ydeevne. Planer kræver næste installation af en vandkølet afleder i 2019 for yderligere at forøge den tilladte pulslængde af stellaratoren.

PPPL, på Princeton University's Forrestal Campus i Plainsboro, N.J., er dedikeret til at skabe ny viden om plasmaernes fysik-ultra-hot, ladede gasser - og til at udvikle praktiske løsninger til oprettelse af fusionsenergi. Laboratoriet ledes af universitetet for US Department of Energy's Office of Science, som er den største enkelt tilhænger af grundforskning inden for de fysiske videnskaber i USA, og arbejder på at løse nogle af de mest presserende udfordringer i vores tid. For mere information, besøg venligst science.energy.gov.