Un team di scienziati statunitensi e tedeschi ha utilizzato un sistema di grandi bobine magnetiche "trim" progettate e fornite dal Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) per ottenere prestazioni elevate nell'ultimo ciclo di esperimenti sul Wendelstein Stellarator 7-X (W7-X). La macchina tedesca, lo stellarator più grande e avanzato del mondo, viene utilizzato per esplorare le basi scientifiche per l'energia da fusione e testare l'idoneità del design dello stellarator per le future centrali elettriche a fusione. Tali piante userebbero reazioni di fusione come quelle che alimentano il sole per creare una fonte di energia illimitata sulla Terra.

I nuovi esperimenti hanno ampiamente dimostrato la capacità delle cinque bobine di rivestimento in rame e del loro sofisticato sistema di controllo, la cui operazione è guidata in loco dal fisico PPPL Samuel Lazerson, per migliorare le prestazioni complessive del W7-X. "La cosa eccitante di questo è che le bobine di trim e la leadership di Sam stanno producendo una comprensione scientifica che aiuterà a ottimizzare i futuri stellarator, " ha detto il fisico PPPL Hutch Neilson, che sovrintende alla collaborazione del laboratorio sul W7-X con il Max Planck Institute of Plasma Physics, che ha costruito la macchina e ora ospita il team internazionale che studia il comportamento dei plasmi confinati nella sua configurazione magnetica unica.

Gli stellaratori sono tortuosi, strutture a forma di ciambella la cui configurazione contrasta con le strutture a forma di ciambella chiamate tokamak che sono più ampiamente utilizzate. Uno dei principali vantaggi degli stellarator è la loro capacità di funzionare continuamente con una bassa potenza in ingresso per sostenere il plasma senza interruzioni del plasma, un rischio che i tokamak devono affrontare, consentendo alle strutture di funzionare in modo efficiente in condizioni stazionarie. Uno svantaggio è che la geometria tortuosa dello stellarator è più complessa da progettare e costruire.

Il W7-X ha completato il suo secondo ciclo di esperimenti a dicembre con capacità di riscaldamento e misurazione migliorate. Una caratteristica speciale del secondo round è stata l'uso di un "divertore dell'isola" per scaricare il calore e le particelle che lasciano il plasma. Questo importante strumento è costituito da una catena di campi magnetici appositamente sagomati ai margini del plasma intersecati da 10 piastre del deviatore. Qualsiasi deviazione di questi campi dalla loro configurazione progettata può causare il surriscaldamento delle piastre del deviatore e limitare le prestazioni del plasma.

I recenti esperimenti hanno dimostrato la capacità delle bobine di trim per misurare e correggere tali deviazioni, che sono noti come "campi di errore". Il controllo di tali campi ai margini del plasma ha consentito al W7-X di produrre scariche di plasma che durano fino a 30 secondi. "Le bobine di trim si sono dimostrate estremamente utili, non solo garantendo uno scarico del plasma bilanciato sulle piastre del deviatore, ma anche come strumento per i fisici per eseguire misurazioni di campi magnetici di precisione senza precedenti, "ha detto Thomas Sunn Pederson, Max Planck direttore del bordo stellaratore e della fisica del divertore.

Il raggiungimento del controllo richiedeva che le bobine del trim perturbassero il campo magnetico in un modo che rendesse chiara la dimensione del campo di errore. Esperimenti complementari di Lazerson e dello scienziato di Max Planck Sergey Bozhenkov hanno quindi confermato le previsioni sulla potenza necessaria delle bobine di assetto per correggere le deviazioni, una quantità che equivaleva solo al 10% della piena potenza delle bobine. "Il fatto che abbiamo richiesto solo il 10% della capacità nominale delle bobine di trim è una testimonianza della precisione con cui è stato costruito il W7-X, " Ha detto Lazerson. "Ciò significa anche che abbiamo un sacco di capacità della bobina di assetto per esplorare scenari di sovraccarico del divertore in modo controllato.