tokamak

Vysokorychlostní barevná kamera ve sférickém tokamaku ST40 společnosti Tokamak Energy sleduje chování plazmatu i částic lithia při 16 000 snímcích za sekundu. Zbarvení odhaluje, jak se lithium v chladnějších okrajových vrstvách plazmatu mění z neutrálních atomů na ionty, které pak kopírují magnetické siločáry. Výzkum má pomoci řešit zásadní problém budoucích fúzních elektráren: odvádění extrémního tepla na součásti zvané divertory. Vědci zkoumají režim X-point radiator, v němž by nečistoty cíleně vyzařovaly energii u okraje plazmatu a chránily divertor, aniž by ochladily jádro potřebné pro fúzi. První testy naznačují pokles tepelné zátěže divertoru; zařízení nyní čeká modernizace a další pokusy s lithiem a neonem.

Vědci v zařízení DIII-D v Kalifornii získali první experimentální důkazy, že některé nestability plazmatu nemusí fúzi jen škodit. Vlny známé jako Alfvénovy vlastní módy mohou vyvolávat proudy a proudění, které vytvářejí smykový tok potlačující turbulenci. Díky tomu se v jádru plazmatu lépe udrží teplo a vznikají příznivější podmínky pro slučování jader vodíku. Měření odhalilo zhruba pětiprocentní změnu faktoru bezpečnosti během 20 milisekund, což odpovídá předpokládanému samoregulačnímu mechanismu. Praktické využití tohoto jevu je ještě vzdálené, ale výsledek může pomoci zlepšit konstrukci a řízení budoucích fúzních reaktorů.

V čínském tokamaku EAST se fyzikům podařilo překonat tzv. Greenwaldův limit, což je mez pro hustotu plazmatu, nad níž může dojít k destabilizaci. Pokusy ukázaly, že přesná kontrola interakcí mezi plazmatem a stěnami reaktoru umožňuje dosažení vyšší hustoty. Experimenty byly zaměřeny na omezení nečistot přecházejících do plazmatu, což vedlo k vyšším hustotám, aniž by došlo k destabilizaci. Tento objev naznačuje novou cestu k efektivnějším fúzním reaktorům, které by mohly fungovat mimo tradiční limity hustoty. Výsledky studie byly publikovány v časopise Science Advances.