Natuurkundigen van het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) leveren cruciale expertise voor de eerste volledige campagne van 's werelds grootste en krachtigste stellarator, een fusie-experiment met magnetische opsluiting, de Wendelstein 7-X (W7-X) in Duitsland. De fusie-installatie hervat haar activiteiten op 28 augustus, 2017, en zal de geschiktheid van zijn geoptimaliseerde magnetische velden onderzoeken om stabiele plasma's te creëren en als model te dienen voor een toekomstige elektriciteitscentrale voor de productie van een "ster in een pot, " een vrijwel onbeperkte bron van veilige en schone energie voor het opwekken van elektriciteit.

De W7-X is in december opgestart, 2015, en sloot zijn eerste run af in maart, 2016. De faciliteit is sindsdien geüpgraded om zich voor te bereiden op de krachtige campagne die gaat beginnen.

Nauw betrokken bij de nieuwe 15 weken durende run zijn PPPL-fysici Sam Lazerson en Novimir Pablant, die twee jaar studeren aan het Max Planck Instituut voor Plasmafysica in Greifswald, Duitsland. Lazerson, die eerder de magnetische velden van de W7-X in kaart heeft gebracht met magnetische spoelen ter grootte van een schuur, gebouwd door PPPL, staat aan het hoofd van een taskforce die een reeks experimenten op de stellarator zal plannen en uitvoeren. Pablant, die een röntgenkristalspectrometer ontwierp om het gedrag van W7-X-plasma vast te leggen, zal de diagnostiek samen met een Duitse spectrometer bedienen en zal bijdragen aan de planning en uitvoering van onderzoek.

Eerste run in ontworpen configuratie

"Dit zal de eerste keer zijn dat de machine in de ontworpen configuratie draait, " zei David Gates, die aan het hoofd staat van de afdeling stellaratorfysica bij PPPL en toezicht houdt op de rol van het laboratorium als leidende Amerikaanse medewerker in het W7-X-project. De nieuwe run zal een apparaat testen dat een "eilandomleider" wordt genoemd voor het uitputten van thermische energie en onzuiverheden. De campagne zal ook het verwarmingsvermogen van de stellarator verhogen tot acht megawatt om te kunnen werken bij een hogere bèta - de verhouding tussen plasmadruk en magnetische velddruk, een sleutelfactor voor plasma-opsluiting.

Dergelijke vooruitgang markeert stappen in de richting van het verlengen van de opsluitingstijd van de hete, geladen plasmagas dat fusiereacties in de geoptimaliseerde machine voedt. "Het doel is om de plasma-opsluiting te verhogen in vergelijking met traditionele stellarators, ' zei Gates.

Vooruit gaan, De technici van Max Planck zijn van plan om een ​​in de VS gebouwd "schraperelement" op de W7-X te installeren na voltooiing van de eerste 15 weken durende campagne. De volgende fase zal het vermogen van de eenheid bestuderen, oorspronkelijk ontworpen in Oak Ridge National Laboratory en voltooid bij PPPL, om de warmte die naar de divertor stroomt te onderscheppen en de prestaties te verbeteren. Plannen vragen om de installatie van een watergekoelde divertor in 2019 om de toegestane pulslengte van de stellarator verder te vergroten.

PPPL, op de Forrestal Campus van Princeton University in Plainsboro, NJ, is gewijd aan het creëren van nieuwe kennis over de fysica van plasma's - ultraheet, geladen gassen - en het ontwikkelen van praktische oplossingen voor het creëren van fusie-energie. Het laboratorium wordt beheerd door de University for the U.S. Department of Energy's Office of Science, die de grootste voorstander is van fundamenteel onderzoek in de natuurwetenschappen in de Verenigde Staten, en werkt aan het aanpakken van enkele van de meest urgente uitdagingen van onze tijd. Voor meer informatie, ga naar science.energy.gov.