Affinché la fusione generi una notevole energia, il plasma ultra caldo che alimenta le reazioni di fusione deve rimanere stabile e non raffreddarsi. I ricercatori hanno recentemente dimostrato che il litio, un morbido, metallo bianco argento, essere efficace sotto entrambi gli aspetti durante gli esperimenti pionieristici tra Stati Uniti e Cina sull'Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) a Hefei, Cina. A guidare la collaborazione degli Stati Uniti è il Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), insieme ai co-investigatori principali Los Alamos e Oak Ridge National Laboratories, con la Johns Hopkins University, l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, l'Università del Tennessee-Knoxville, e il Massachusetts Institute of Technology. Anche gli scienziati di General Atomics partecipano tramite una sovvenzione separata.

Sette ricercatori statunitensi si sono recati a EAST a dicembre, 2016, per partecipare agli esperimenti. Hanno distribuito il litio nel tokamak cinese in tre modi diversi:attraverso un iniettore di polvere di litio, un iniettore di granuli di litio, e un limitatore di litio liquido fluente (FLiLi) che ha consegnato l'elemento in forma liquida al bordo dei plasmi EST.

La ricerca ha mostrato eccellenti progressi in tutte e tre le aree. La forma degli esperimenti e i loro risultati includevano:

• Il primo utilizzo dell'iniettore di polvere di litio negli scarichi EAST che esaurivano il plasma caldo attraverso il deviatore in tungsteno del tokamak. La polvere iniettata ha eliminato con successo le instabilità periodiche note come modalità localizzate ai bordi (ELM) che potrebbero danneggiare il divertore. I risultati si sono confrontati bene con l'uso di litio in polvere nel divertore di carbonio in precedenti esperimenti EAST, nella precedente ricerca National Spherical Torus Experiments (NSTX) presso PPPL, e nel DIII-D National Fusion Facility che la General Atomics opera per il DOE a San Diego, indicando una compatibilità di base tra tungsteno e litio. Tale compatibilità sarà necessaria per i futuri progetti di centrali elettriche che considerano il tungsteno il substrato per i componenti rivolti al plasma di litio liquido.
• L'uso dell'iniettore di granuli di litio ha mostrato che esiste una soglia per la dimensione minima dei granuli che sono abbastanza grandi da innescare gli ELM, una procedura alternativa che riduce le instabilità, più frequenti e meno dannosi per i componenti rivolti verso il plasma. La soglia osservata ha mostrato somiglianze con la dimensione minima dei granuli che attivano l'ELM nei recenti esperimenti DIII-D.
• L'uso di un dispositivo FLiLi di seconda generazione ha ridotto drasticamente la quantità di deuterio sul bordo del plasma che è stato riciclato nel nucleo del plasma e lo ha raffreddato durante gli esperimenti ad alto confinamento. La perdita di calore causata dal riciclaggio può fermare le reazioni di fusione. Il dispositivo FLiLi è stato inserito nel piano mediano esterno del dispositivo EAST. Immagini rapide di esperimenti EAST, eseguito con e senza inserimento del limitatore, ha mostrato un riciclaggio del litio potenzialmente dannoso senza il limitatore, rispetto al litio neutro e ionizzato con il limitatore in posizione. Inoltre, i ricercatori hanno osservato per la prima volta diverse fasi migliorate del confinamento energetico con l'uso di FLiLi.