Den ledande fusionsanläggningen vid det amerikanska energidepartementets (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) skulle kunna fungera som modell för en ekonomiskt attraktiv nästa generations fusionspilotanläggning, enligt nya simuleringar och analyser. Pilotanläggningen kan bli nästa steg i USA för att på jorden kunna utnyttja fusionskraften som driver solen och stjärnorna så ett de utvecklas till en säker och ren kraftkälla med syfte att generera elektricitet.
Av Markku Björkman
Kostnadseffektiv pilotanläggning USA:s fusionsgemenskap har nyligen uppmanat forskningsinstitutioner att ofördröjligen försöka designa och bygga en kostnadseffektiv pilotanläggning med målet att generera el redan på 2040-talet.
Unika egenskaper hos PPPL-flaggskeppet, National Spherical Torus Experiment Upgrade (NSTX-U) som för närvarande är under reparation, har gjort dess design till en aspirant för den rollen.
– Allt handlar om att försöka ta reda på om den här vägen är gynnsam för en kostnadseffektiv pilotanläggning och för vidare steg, säger huvudfysikern Walter Guttenfelder, huvudförfattare till en artikel i tidskriften Nuclear Fusion som beskriver de senaste rönen. Fusionen producerar enorm mängd energi genom att kombinera lätta element som vätgas i form av plasma, det heta, laddade tillståndet av materia som består av fria elektroner och atomkärnor, eller joner.
Plasman utgör 99 procent av det synliga universum och ger bränsle till fusionsreaktioner som producerar värme och ljus som skapar och upprätthåller liv på jorden.
Den sfäriskt formade NSTX-U producerar högtrycksplasma som krävs för fusionsreaktioner i en relativt kompakt och kostnadseffektiv konfiguration.
Högtemperaturplasma
Driftskapaciteten för anläggningen är avsevärt förbättrad jämfört med dess föruppgraderade föregångare.
– Den primära motivationen för NSTX-U är att driva upp till ännu högre krafter, högre magnetfält som stöder högtemperaturplasmor för att se om tidigare observerade gynnsamma trender fortsätter, sade Guttenfelder.
Ny teori, analys och modellering från forskargruppen förutspår att många av dessa trender bör demonstreras i nya form av NSTX-U-experiment. Förutspådda driftförhållanden för NSTX-U inkluderar följande:
Medförfattare till artikeln inkluderade forskare från PPPL och 23 samarbetsinstitutioner över hela världen. u Källa: DOE/Princeton Plasma Physics Laboratory. Original skrivet av John Greenwald.