I fisici del Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) stanno fornendo competenze critiche per la prima campagna completa dello stellarator più grande e potente del mondo, un esperimento di fusione a confinamento magnetico, il Wendelstein 7-X (W7-X) in Germania. L'impianto di fusione riprenderà a funzionare il 28 agosto, 2017, e studierà l'idoneità dei suoi campi magnetici ottimizzati per creare plasmi allo stato stazionario e per servire da modello per una futura centrale elettrica per la produzione di una "stella in un barattolo, " una fonte virtualmente illimitata di energia sicura e pulita per la generazione di elettricità.

Il W7-X è stato avviato a dicembre, 2015, e ha concluso la sua corsa iniziale a marzo, 2016. Da allora l'impianto è stato aggiornato per prepararsi alla campagna ad alta potenza che sta per iniziare.

Profondamente coinvolti nella nuova corsa di 15 settimane sono i fisici PPPL Sam Lazerson e Novimir Pablant, che stanno trascorrendo due anni al Max Planck Institute of Plasma Physics a Greifswald, Germania. Lazerson, che in precedenza ha mappato i campi magnetici W7-X con bobine magnetiche delle dimensioni di una stalla costruite da PPPL, dirige una task force che pianificherà ed eseguirà una serie di esperimenti sullo stellarator. Pablante, che progettò uno spettrometro a cristalli a raggi X per registrare il comportamento del plasma W7-X, opererà la diagnostica insieme a uno spettrometro tedesco e contribuirà alla pianificazione e all'esecuzione della ricerca.

Prima esecuzione in configurazione progettata

"Questa sarà la prima esecuzione della macchina nella sua configurazione progettata, "ha detto David Gates, che dirige la divisione di fisica stellarator al PPPL e supervisiona il ruolo del laboratorio come principale collaboratore degli Stati Uniti nel progetto W7-X. La nuova corsa metterà alla prova un dispositivo chiamato "divertore dell'isola" per l'esaurimento dell'energia termica e delle impurità. La campagna aumenterà anche la potenza di riscaldamento dello stellarator a otto megawatt per consentire il funzionamento a un beta più alto, il rapporto tra la pressione del plasma e la pressione del campo magnetico, un fattore chiave per il confinamento del plasma.

Tale progresso segna passi verso l'allungamento del tempo di confinamento del caldo, gas plasma carico che alimenta le reazioni di fusione all'interno della macchina ottimizzata. "L'obiettivo è aumentare il confinamento del plasma rispetto ai tradizionali stellarator, " ha detto Gates.

Andando avanti, Gli ingegneri di Max Planck prevedono di installare un "elemento raschiante" costruito negli Stati Uniti sul W7-X dopo il completamento della campagna iniziale di 15 settimane. La fase successiva studierà la capacità dell'unità, originariamente progettato all'Oak Ridge National Laboratory e completato al PPPL, per intercettare il calore che fluisce verso il deviatore e migliorarne le prestazioni. I piani prevedono l'installazione di un divertore raffreddato ad acqua nel 2019 per aumentare ulteriormente la lunghezza dell'impulso consentita dello stellarator.

PPPL, al Forrestal Campus della Princeton University a Plainsboro, NJ, è dedicato alla creazione di nuove conoscenze sulla fisica dei plasmi:ultra-caldi, gas carichi e allo sviluppo di soluzioni pratiche per la creazione di energia da fusione. Il Laboratorio è gestito dall'Office of Science dell'Università per l'U.S. Department of Energy, che è il più grande sostenitore della ricerca di base nelle scienze fisiche negli Stati Uniti, e sta lavorando per affrontare alcune delle sfide più urgenti del nostro tempo. Per maggiori informazioni, visita science.energy.gov.