Op 1 augustus maakte het Korea Institute of Fusion Energy (KFE) bekend dat er een nieuwe fusiesimulatiecode is ontwikkeld om de Toroidal-Alfvén-Eigenmode (TAE) te projecteren en te analyseren. In TAE treden instabiliteiten op tijdens interacties tussen snelle ionen en de verstoorde magnetische velden eromheen. Het verstoort de plasma-opsluiting van een tokamak door snelle ionen uit de plasmakern los te maken.

Omdat snelle ionen veel meer kinetische energie hebben dan normale ionen, spelen ze een belangrijke rol bij het vergemakkelijken van fusiereacties door de plasmatemperaturen en prestaties te verhogen. Het stabiel opsluiten ervan in de plasmakern wordt daarom beschouwd als een van de belangrijkste taken voor het in stand houden van fusiereacties.

Er zijn verschillende onderzoeken uitgevoerd om de relatie tussen snelle ionen en de TAE te begrijpen om TAE-instabiliteiten te voorkomen en snelle ionenopsluiting te vergroten. Bij KFE heeft Dr. Youngwoo Cho het Gyro Kinetic Plasma Simulation Program (gKPSP) verbeterd om de veranderingen in TAE na snelle ionenbewegingen te berekenen en te projecteren.

De gKPSP, een in eigen land ontwikkelde fusiesimulatiecode, werd voornamelijk gebruikt voor het analyseren van plasmatransportfenomenen totdat Dr. Cho een functie toevoegde om elektromagnetische analyse mogelijk te maken. Met de wijziging is het nu in staat om de TAE-instabiliteiten te analyseren en heeft het de kruisvalidatie met andere bestaande codes doorstaan.

De nieuwe code zal worden gebruikt voor het analyseren van de opsluitingsprestaties van snelle ionen die worden gegenereerd door verschillende methoden, waaronder verschillende verwarmingsapparaten en fusiereacties. Verwacht wordt dat het zal bijdragen aan de ontwikkeling van technologieën voor het verbeteren van de plasmaprestaties door de opsluiting van snelle ionen te optimaliseren. Het resultaat van dit onderzoek is gepubliceerd in de Physics of Plasmas op 7 juni.

KFE exploiteert de Koreaanse kunstmatige zon, KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), die in 2021 het record vestigde voor 's werelds langste plasmabedrijf bij ionentemperaturen van meer dan honderd miljoen graden gedurende dertig seconden. Het zal fusiesimulatieonderzoek blijven uitdagen om puzzels op te lossen met betrekking tot de instabiliteit en turbulentie van plasma's. + Verder verkennen

Simulaties suggereren dat magnetische velden plasma-instabiliteiten kunnen kalmeren