Bij magnetische fusie draait alles om het beheer van de interface tussen heet plasma en gewone materialen. Het sterke magnetische veld in een tokamak - het vat dat bij deze fusiebenadering wordt gebruikt - is een zeer effectieve isolator; het kan de plasmatemperatuur met een factor 100 verlagen, van meer dan 100 miljoen graden Celsius in het midden tot "slechts" 1 miljoen graden aan de rand. Echter, dit is niet laag genoeg. Daarom, het is de taak van het grensplasma om de temperatuur met nog een factor 100 te verlagen voordat het contact maakt met de muur.

Helaas, deze grenslaag is meestal erg dun, het concentreren van de kracht op een klein gebied. Er wordt verwacht dat elektriciteitscentrales een uitlaatgasdichtheid hebben van meer dan 100 keer het oppervlak van de zon en een factor 10 hoger dan de huidige experimenten, ver overschrijdt de grenzen die materiaaloppervlakken aankunnen. Bovendien, extreme niveaus van vermogensuitputting kunnen abrupt optreden, vormt een zeer moeilijke controle-uitdaging.

Gelukkig, onderzoekers ontdekken nu dat langbenige plasma-uitlaatkanalen (of divertors) de oplossing kunnen bieden die nodig is voor fusiecentrales. Deze maken slim gebruik van x-punten:speciale locaties waar de magneetveldtopologie in staat is om de plasma-uitlaatstroom uit te breiden en om te leiden naar meerdere kanalen.

Eerst, er ontstaat een symmetrisch kernplasma van boven naar beneden, gedefinieerd door twee primaire magnetische x-punten. In deze configuratie, experimenten geven aan dat ongeveer 90 procent van de warmte het kernplasma verlaat op de buitenste helft van het apparaat langs de twee buitenste poten [Abstract 1]. Het verlengen van de lengte van de buitenste kanalen en het inbedden van secundaire x-punten daarin zal dan de verwerking van de uitlaatgassen verbeteren. In aanvulling, deze configuratie bevordert de opbouw van hoge gasdrukken in de benen.

Een recente beoordeling van de vermogensverwerkingscapaciteiten van divertorconfiguraties met lange benen werd uitgevoerd en vergeleken met conventionele configuraties met behulp van een edge-plasmasimulatiecode die is ontwikkeld in het Lawrence Livermore National Laboratory en die magnetische x-punten in het been aankan [Abstract 2]. De gecombineerde effecten van magnetische geometrie met lange benen, verbeterde gas-plasma-interacties en de aanwezigheid van een secundair magnetisch x-punt blijken het piekvermogen met een factor 10 te verhogen in vergelijking met conventionele divertors - een ongekend resultaat.

Het belangrijkste is, het secundaire x-punt produceert een stabiele stralingslaag die de plasmawarmteafvoer volledig herbergt, het elimineren van contact met heet plasma op de materiaalwanden, zelfs wanneer het plasma-uitlaatvermogen met een factor 10 wordt gevarieerd. Hierdoor is het uitlaatvermogen gemakkelijk te regelen. Omdat de macht gevarieerd is, de locatie van de stralingslaag beweegt eenvoudigweg omhoog of omlaag langs het been om overeen te komen met het binnenkomende vermogen (Figuur 2). De stralingslaag blijft in het divertorbeen en heeft geen invloed op de primaire x-punten, die de prestaties van het kernplasma zouden verslechteren.

deze resultaten, gecombineerd met anderen, dragen bij aan de planning van experimentele apparaten in de volgende stap die ideeën voor vermogensuitlaat zouden testen bij vermogensdichtheden op reactorniveau [Abstract 3].