Adskillelse af lyden fra støj i varm plasmafusion

I jagten på rigelig ren energi, forskere rundt om i verden ser på fusionskraft, hvor isotoper af brint kombineres for at danne en større partikel, helium, og frigiver store mængder energi i processen. For at fusionskraftværker skal være effektive, imidlertid, forskere skal finde en måde at udløse lav til høj indespærringsovergang, eller "L-H-overgang" for kort. Efter en L-H overgang, plasmatemperaturen og densiteten stiger, producerer mere strøm.

Forskere observerer, at LH-overgangen altid er forbundet med zonestrømme af plasma. Teoretisk set zonestrømme i et plasma består af både en stationær strømning med en næsten-nul-frekvens og en, der oscillerer ved en højere frekvens kaldet den geodesiske akustiske tilstand (GAM), som er en global lydbølge af plasmaet. For første gang, forskere ved Hefei University of Technology har opdaget GAM på to forskellige punkter samtidigt i reaktoren. Denne nye eksperimentelle opsætning vil være et nyttigt diagnostisk værktøj til at undersøge fysikken i zonestrømme, og deres rolle i L-H-overgangen. Forskerne rapporterer disse fund i et nyt papir offentliggjort i Plasmas fysik .

Zonalstrømme forekommer overalt, hvor der er turbulens, såsom inde i en fusionsenhed eller i en planets atmosfære. "De mest berømte zonestrømme i naturen kan være de velkendte joviske bælter og zoner, som får Jupiter til at ligne en farverig, flerlags kage, "sagde Ahdi Liu, en forfatter på papiret. I fusionsplasmaer, zonestrømme er afgørende for at regulere turbulens og partikeltransport i reaktoren. "Med den gradvise forbedring af diagnostisk teknologi, zonestrømme i fusionsplasma er blevet et forskningsområde i de sidste to årtier, "Sagde Liu.

I disse forsøg, forskere brugte Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), en magnetisk fusionsenergireaktor i Hefei, Kina. De installerede to Doppler -reflektometre på forskellige sider af ØST, som kan detektere udsving i turbulens og plasmatæthed med høj præcision. Den påviste GAM havde en tonehøjde på F, fem oktaver over midten C.

Tidligere har forskere på ASDEX-U, fusionsforskningsenheden ved Max Plank Institute of Plasma Physics, brugte et lignende system til at detektere GAM, men de målte plasmaet på et enkelt sted, hvilket gør opsætningen tilbøjelig til interferens. "Denne ulempe er den vigtigste motivation for at bruge to sæt Doppler -reflektometre, "Liu sagde." Vi kunne 'rense' GAM -oplysningerne ved at sammenligne de to placerings målinger. "

Målingerne på de to punkter stemte ikke helt overens, viser, at hvert reflektometer også hentede oplysninger fra ikke -zonestrømme. "Det er fuldstændigt nødvendigt at udtrække nøjagtige zonestrømningsoplysninger fra flerpunktsmåling, "Sagde Liu. Ved hjælp af begge målinger, de kunne tydeligt vise, at GAM interagerede med den omgivende turbulens. Fremadrettet, forskerne vil yderligere undersøge zoneforløbetes rolle i turbulens og turbulent transport inden for ØST.