Det første eksperimentelle bevis på udbredelsen af ​​plasmaturbulens

I forsøget på at opnå fusionsenergi, forskning i magnetfeltindeslutning af højtemperaturplasma udføres rundt om i verden. I et højtemperaturplasma, der er en temperaturgradient. Når temperaturgradienten bliver stejl, der opstår turbulens. Fordi højtemperaturområderne og lavtemperaturområderne blandes på grund af turbulensen, kernetemperaturen kan ikke hæves effektivt. Dermed, forskning i generering og undertrykkelse af turbulens udføres rundt om i verden på eksperimentelle enheder af magnetisk indesluttet plasma (tokamaks og spiralformede enheder). Det har været meget svært at skelne, hvor og hvordan turbulens forplanter sig i et plasma. Forskere har forudsagt, at turbulens udvider sig til andre regioner, et fænomen kaldet "turbulensudbredelse, " men dette er ikke blevet observeret eksperimentelt.

Forskergruppen bestående af professor Katsumi Ida og professor Tatsuya Kobayashi fra National Institutes of Natural Sciences (NINS) National Institute for Fusion Science (NIFS) og samarbejdspartnere i USA udførte forskning i turbulensudbredelse i Doublet III-D tokamak of General Atomics, i USA. De brugte den såkaldte "varmepulsmodulationsmetode" i Large Helical Device (LHD) på NIFS til at måle turbulens i et særligt område kaldet den "magnetiske ø, "hvor turbulens teoretisk ikke burde genereres, fordi der ikke er nogen temperaturgradient. De opdagede, at turbulensen eksisterer i den magnetiske ø, og forplanter sig hurtigere mod midten af ​​den magnetiske ø, som kaldes O-punktet, end den modulerede temperaturændring. Dermed, forskerne observerede turbulensudbredelse for første gang.

Resultaterne er offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve . I fremtiden, forskerne vil fortsætte med at forbedre højtydende plasma gennem akkumulering af yderligere viden om undertrykkelse af turbulens.