Superledende tokamaks står højt

Et vedvarende problem har forfulgt den største fusionsenhed i Sydkorea. Den koreanske Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) enhed har kørt med succes siden 2008. Men, det har vist sig vanskeligt at kontrollere den lodrette position af det ultravarme plasma. Stabil kontrol af den lodrette position muliggør præcis formgivning og positionering af plasmagrænsen, afgørende for en reaktors ydeevne. Nu, et hold ledet af Princeton Plasma Physics Laboratory har kraftigt forbedret evnen til at kontrollere den lodrette position. Resultatet? Den nye kontrolalgoritme stabiliserer plasmapositionen for rekordhøje plasmaer i KSTAR, der overstiger selv KSTAR designspecifikationerne.

Den nye ordning vil gøre det muligt for KSTAR-teamet at studere plasmaforhold, der ligner dem, der vil blive skabt i ITER-tokamak, bruger den samme konfiguration af plasmadiagnostik og superledende magnetfeltspoler. ITER tokamak er et internationalt projekt, der samles i Frankrig. Den nye ordning vil gøre det muligt for KSTAR-projektet at realisere en af ​​dets nøgleroller i den internationale fusionsforskningsindsats:bidrage med teknikker til vellykket steady-state fysikdrift af ITER. Den nye kapacitet understøtter også KSTAR-projektets hovedmission. Den mission er at etablere det videnskabelige og teknologiske grundlag for en attraktiv fusionsreaktor som fremtidig energikilde.

Formen af ​​plasmagrænsen i fusionsenergieksperimenter, såsom KSTAR og ITER, skal kontrolleres omhyggeligt for at opnå de plasmatemperaturer og tætheder, der kræves for at få adgang til og opretholde fusionsforbrænding. Når plasmaformer bliver højere, eller mere "langstrakt, "Større plasmastrømme kan opretholdes, hvilket fører til øget fusionseffekt, men kravene til stabil kontrol af den lodrette position bliver strengere. Sammenlignet med konventionelle tokamaks, der bruger magnetfeltspoler lavet af kobber og placeret tæt på plasmaoverfladen, magnetfeltspolerne i superledende tokamaks er færre i antal og er placeret længere væk for at rumme spolekøle- og strålingsafskærmningssystemer. Denne spolekonfiguration har en tendens til at koble plasmakontrolsløjfer, der stort set er afkoblet i konventionelle tokamaks. Den nye digitale kontrolalgoritme udviklet i KSTAR plasmakontrolsystemet integrerer flere kontrolskemaer for effektivt at afkoble den vertikale positionskontrol fra andre kontrolsløjfer, der bruges til at opretholde plasmastrømmen, plasma form, og radial position.