美国能源部(DOE)提供2100万美元用于安装和操作普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)核聚变设备上的新型科学仪器。DOE表示,为期五年的资助将用于对国家球形托卡马克实验升级(NSTX-U)进行最先进的诊断,其目标着眼于探究关键物理问题,验证复杂的计算机模型,并为下一阶段聚变能源研究发展指明方向。来自美国10个机构的专家参与该工作。该设施正处于维修阶段,预计维修将持续到2021年5月,最晚到2022年7月。
NSTX-U是一种球形托卡马克,为聚变反应提供燃料。研究表明,相比于传统托卡马克,NSTX-U可在反应器条件下更好地限制等离子体能量。
普林斯顿大学机械与航空航天工程系的助理教授Egemen Kolemen领导团队为PPPL开发仪器,他计划开发Thomson散射系统,使其能够探测并实时控制NSTX-U上为核聚变反应提供燃料的等离子体的温度和相关关键特性。对球形托克马克的研究不仅为下一步设备的设计提供信息,而且可能为未来的聚变反应堆提供紧凑的设计路径。
资金来源于NSTX-U的五年计划,计划列出了需要进行的等离子体测量工作以及实现这些测量所需的时间。
近年来,聚变能研究中最重要的发展之一就是越来越多地使用复杂的计算机建模和仿真,以更好地了解等离子体的行为和聚变反应堆的运行。验证这些模型需要开发更复杂的诊断设备,这一计划将为此做出重大贡献。