De montage van het Plasma Liner Experiment (PLX) in het Los Alamos National Laboratory is in volle gang met de installatie van 18 van de 36 plasmakanonnen in een ambitieuze benadering om gecontroleerde kernfusie te bereiken (Figuur 1). De plasmakanonnen zijn gemonteerd op een bolvormige kamer, en vuur supersonische stralen van geïoniseerd gas naar binnen om een ​​centraal gasdoel te comprimeren en te verwarmen dat als fusiebrandstof dient. Ondertussen, experimenten uitgevoerd met de momenteel geïnstalleerde plasmakanonnen leveren fundamentele gegevens op om simulaties van botsende plasmastralen te creëren, die cruciaal zijn voor het begrijpen en ontwikkelen van andere gecontroleerde fusieschema's.

De meeste fusie-experimenten maken gebruik van magnetische opsluiting, die vertrouwt op krachtige magnetische velden om een ​​fusieplasma te bevatten, of traagheidsopsluiting, die warmte en compressie gebruikt om de voorwaarden voor fusie te creëren.

De PLX-machine combineert aspecten van zowel magnetische opsluitingsfusieschema's (bijv. tokamaks) als traagheidsopsluitingsmachines zoals de National Ignition Facility (NIF). De hybride benadering, hoewel minder technologisch volwassen dan pure magnetische of traagheidsopsluitingsconcepten, kan een goedkoper en minder complex ontwikkelingstraject voor fusiereactoren bieden. Zoals tokamaks, het brandstofplasma is gemagnetiseerd om verliezen van deeltjes en thermische energie te helpen verminderen. Net als inertiële opsluitingsmachines, een zware imploderende schil (de plasmavoering) comprimeert en verwarmt de brandstof snel om fusiecondities te bereiken. In plaats van NIF's reeks krachtige lasers die een solide capsule aandrijven, PLX vertrouwt op supersonische plasmastralen die worden afgevuurd door plasmakanonnen.

De PLX heeft een bijkomend voordeel:omdat de fusiebrandstof en voering aanvankelijk als gas worden geïnjecteerd, en de plasmakanonnen bevinden zich relatief ver van de imploderende brandstof, de machine kan snel worden afgevuurd zonder schade aan de machinecomponenten of de noodzaak van vervanging van kostbare machinaal bewerkte doelen.

"We zullen dit jaar experimenten uitvoeren om de vorming van een halfronde voering met 18 kanonnen te bestuderen, " zei Dr. Samuel Langendorf, een wetenschapper bij de Experimental Physics Group van het lab die de assemblage van PLX leidt. "We hopen de installatie van de resterende 18 kanonnen begin 2020 te voltooien en eind 2020 volledig sferische experimenten uit te voeren. Dit zal ons in staat stellen om de schaal van de voeringdruk bij stagnatie en de uniformiteit van de voering te meten, die belangrijke maatstaven zijn voor de prestaties van de voering."

In zijn gedeeltelijk voltooide staat, de PLX-pistolen blijken nuttig te zijn in onderzoeken die Dr. Tom Byvank uitvoert op botsende plasma's (Figuur 2).

"Verschillende modellen laten discrepanties zien in de simulaties van plasmabotsingen waarbij meerdere ionensoorten betrokken zijn, " zei dr. Byvank, een postdoc bij de groep Experimentele Natuurkunde. "Onze experimentele waarnemingen van deze plasma's helpen bij het valideren van simulaties die belangrijk zijn voor het begrijpen van hoge energiedichtheid, supersonische plasma's die we tegenkomen in de astrofysica, aerodynamica en verschillende plasmafusiemachines, inclusief de PLX magneto-inertiële fusie-aanpak en mogelijk ook inertiële opsluitingsontwerpen zoals de National Ignition Facility."