De uitdaging van fusie-energie wordt vaak gelijkgesteld aan het vangen en vasthouden van bliksem in een fles. De analogie is treffend. Bliksem en een fusie-energieplasma hebben veel gemeen. Overeenkomsten zijn onder meer zeer hoge temperaturen, enorme elektrische ladingen, en uiterst complexe vloeistofdynamica. Onderzoekers van de DIII-D National Fusion Facility hebben een ander kenmerk gevonden dat wordt gedeeld tussen de twee soorten plasma's:een vreemde elektromagnetische golf die bekend staat als een fluiter. Als hun theorieën kloppen, de ontdekking van de fluiter kan helpen om weggelopen elektronen in tokamaks beter te begrijpen. Het zou zelfs kunnen helpen deze destructieve deeltjes onder controle te houden.

Op hol geslagen elektronen vormen een belangrijk punt van zorg voor toekomstige grote tokamak-apparaten zoals ITER. Deze elektronen moeten worden beperkt vanwege hun potentieel om aanzienlijke schade aan de wanden van plasma-begrenzende tokamaks te veroorzaken. Onderzoekers van DIII-D en andere fusiefaciliteiten onderzoeken manieren om weglopers te beheersen. Hoewel er nog veel werk te doen is, het team denkt dat er een manier is om fluiters in een plasma te injecteren om weggelopen elektronen te controleren. De fluiters zouden energie uit de deeltjes laten bloeden, waardoor ze minder snel weglopen.

Al meer dan een eeuw, mysterieuze elektromagnetische golven die van nature voorkomen in de ionosfeer van de aarde - meestal veroorzaakt door bliksem - zijn gedetecteerd via telefoonlijnen, antennes, en satellieten. Ze werden fluiters genoemd vanwege hun karakteristieke in de tijd variërende frequenties, die onmiskenbaar zijn wanneer de signalen worden omgezet in geluid.

Theoretici hebben jarenlang voorspeld dat fluiters zouden kunnen bestaan ​​in een tokamak, maar experimentatoren waren nooit in staat om de golven direct te observeren. Onlangs, echter, een team van DIII-D genereerde extreem diffuse plasma's met een laag magnetisch veld dat het karakteristieke gefluit van de elektromagnetische oscillaties opleverde. Dat is, onderzoekers van DIII-D konden voor het eerst de aanwezigheid van fluitgolven in een tokamak meten. De onderzoekers denken dat de fluiters worden aangedreven door weggelopen elektronen.

Op hol geslagen elektronen ontwikkelen zich als gevolg van een ongebruikelijk kenmerk van plasma's - een botsingsweerstand die afneemt met toenemende snelheid. Hierdoor kunnen energetische elektronen die zich in de aanwezigheid van een elektrisch veld in een tokamak bevinden, vrijelijk versnellen tot hoge energieën. Op hol geslagen elektronen in fusiereactoren bereiken pas een eindsnelheid als ze de lichtsnelheid naderen, volgens de relativiteitstheorie van Einstein. Deze elektronen worden dus weggelopen elektronen genoemd.

Om de eigenaardigheid van deze eigenschap te illustreren, als parachutisten hetzelfde fenomeen zouden ervaren, uit een vliegtuig springen zou altijd fataal zijn, aangezien de skydiver afhankelijk is van toenemende weerstand met toenemende snelheid om een ​​eindsnelheid te verschaffen.

Als grote stromen weglopers uit het plasma in een fusiereactor zouden ontsnappen, ze kunnen schade aan de omringende materiaalwanden veroorzaken. Whistlers kunnen een rol spelen bij het reguleren van de generatie en evolutie van weggelopen elektronen. De DIII-D-experimenten laten zien dat fluitgolven aangedreven door weggelopen elektronen de weglopers zodanig wijzigen dat een deel van hun energie wordt omgeleid.

Een soortgelijk idee wordt onderzocht in ionosferische studies van fluitgolven. Gerichte energetische elektronencomponenten zijn ook aanwezig in de ionosfeer en kunnen satellieten beschadigen. Er wordt voorspeld dat Whistler-golven deze effecten zullen verminderen op een manier die vergelijkbaar is met die welke in tokamaks wordt onderzocht. Fluiters spelen ook een belangrijke rol bij het ruimteweer en de regulering van de Van Allen-gordels op aarde. De DIII-D-experimenten leveren het eerste directe bewijs dat dergelijke golven bestaan ​​in een tokamak en openen een opwindend nieuw onderzoeksgebied dat van cruciaal belang kan zijn voor ITER en andere grote tokamaks.