Voor de eerste keer, wetenschappers meten de rotatie van het belangrijkste (deuterium) plasma in het randgebied van een fusie-apparaat. Nieuwe spectroscopische metingen gecombineerd met state-of-the-art spectroscopische simulatie maakten deze meting mogelijk. De waargenomen rotatie aan de plasmarand is aanzienlijk hoger dan eerder werd gedacht op basis van metingen van onzuiverheden in het plasma.

De hogere rotatie is potentieel goed nieuws voor ITER en toekomstige reactoren. Waarom? Plasmarotatie is gunstig voor de fusieprestaties door zowel de stabiliteit als de opsluiting te verbeteren. Toekomstig onderzoek zal deze metingen gebruiken om verbeterde theorieën over plasmastroom in fusiereactoren te ontwikkelen.

Wetenschappers van het Princeton Plasma Physics Laboratory werken aan de DIII-D National Fusion Facility, in samenwerking met wetenschappers van General Atomics en de University of California in Irvine, doen nieuwe directe metingen van de bulkplasmastroom (deuteriumion) nabij de grens van hete fusieplasma's. De methode is een doorbraak. Eerder, wetenschappers concludeerden dat het grootste deel van het plasma stroomde op basis van de stroom onzuiverheden. Echter, de stroom van onzuiverheden is geen betrouwbare gids aan de rand van het plasma. De spectroscopische metingen van deuteriumrotatie laten zien dat de plasmastroomsnelheid aanzienlijk hoger kan zijn dan berekeningen op basis van de stroom koolstofverontreinigingen in het plasma. Het team verkreeg de nieuwe metingen na het installeren van nieuwe optica om het licht te verzamelen dat wordt uitgezonden door deuteriumionen die de neutrale stralen onderscheppen en het uitvoeren van rekenintensieve 3D-simulaties die een kwantitatieve interpretatie van het complexe meercomponenten foto-emissiespectrum mogelijk maken.

De directe meting van de bulkplasmastroom geeft onderzoekers ongekende informatie over het mechanisme van stroomopwekking in fusieplasma's. Rotatie is gunstig in fusieplasma's, en huidige experimenten genereren vaak rotatie door de injectie van neutrale stralen die het plasma doen opzwellen. Echter, een fusiereactor zal een relatief zwakke bron van extern momentum hebben, dus het is vooral belangrijk om het mechanisme van de waargenomen zelf gegenereerde stroming en de implicaties ervan in toekomstige reactoren te begrijpen, zoals ITER. Het feit dat de bulkplasmastroom hoger is dan verwacht op basis van onzuiverheidsmetingen is potentieel goed nieuws voor ITER, aangezien er mogelijk minder extern gegenereerde stroom nodig is om dezelfde plasmastroom te bereiken.