Forskere simulerer kompakt fusionskraftværks koncept

Fusionskraftværker bruger magnetfelter til at holde en kugle af strømførende gas (kaldet et plasma). Dette skaber en miniaturesol, der genererer energi gennem atomfusion. Compact Advanced Tokamak (CAT) konceptet bruger topmoderne fysikmodeller til potentielt at forbedre fusionsenergiproduktion. Modellerne viser, at ved omhyggeligt at forme plasmaet og fordelingen af ​​strøm i plasmaet, operatører af fusionsanlæg kan undertrykke turbulente hvirvler i plasmaet. Disse hvirvler kan forårsage varmetab. Dette vil gøre det muligt for operatører at opnå højere tryk og fusionskraft med lavere strøm. Dette fremskridt kunne hjælpe med at opnå en tilstand, hvor plasmaet opretholder sig selv og driver det meste af sin egen strøm.

I denne tilgang til tokomak -reaktorer, den forbedrede ydeevne ved reduceret plasmastrøm reducerer stress og varmebelastninger. Dette lindrer nogle af de tekniske og materielle udfordringer for fusionsanlægsdesignere. Højere tryk øger også en effekt, hvor partiklernes bevægelse i plasmaet naturligt genererer den nødvendige strøm. Dette reducerer i høj grad behovet for dyre nuværende drivsystemer, der ødelægger et fusionsanlægs potentielle elektriske effekt. Det muliggør også en stationær "altid tændt" konfiguration. Denne tilgang fører til anlæg, der lider mindre stress under drift end typiske pulserede tilgange til fusionskraft, muliggør mindre, billigere kraftværker.

I løbet af det sidste år, Department of Energy's (DOE) Fusion Energy Sciences Advisory Committee og National Academy of Sciences, Ingeniørarbejde, og medicin har frigivet køreplaner, der opfordrer til aggressiv udvikling af fusionsenergi i USA. Forskere mener, at opnåelse af dette mål kræver udvikling af mere effektive og økonomiske tilgange til at skabe fusionsenergi, end der findes i øjeblikket. Metoden, der blev brugt til at skabe CAT -konceptet, udviklede nye reaktorsimuleringer, der udnytter den nyeste fysiske forståelse af plasma for at forbedre ydeevnen. Forskere kombinerede state-of-the-art teori valideret ved DIII-D National Fusion Facility med avanceret computing ved hjælp af Cori-supercomputeren på National Energy Research Scientific Computing Center. Disse simuleringer identificerede en vej til et koncept, der muliggjorde en højere ydeevne, stort set selvbærende konfiguration, der holder energi mere effektivt end typiske pulserede konfigurationer, gør det muligt at bygge det i reduceret skala og pris.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Kernefusion .