Per la prima volta, gli scienziati stanno misurando la rotazione del plasma principale (deuterio) nella regione marginale di un dispositivo di fusione. Nuove misurazioni spettroscopiche combinate con la simulazione spettroscopica all'avanguardia hanno reso possibile questa misurazione. La rotazione osservata al bordo del plasma è sostanzialmente più alta di quanto si pensasse in precedenza sulla base delle misurazioni degli elementi di impurità nel plasma.

La rotazione più elevata è potenzialmente una buona notizia per ITER e per i futuri reattori. Come mai? La rotazione del plasma è vantaggiosa per le prestazioni di fusione migliorando sia la stabilità che il confinamento. La ricerca futura utilizzerà queste misurazioni per sviluppare teorie migliorate del flusso di plasma nei reattori a fusione.

Scienziati del Princeton Plasma Physics Laboratory che lavorano al DIII-D National Fusion Facility, in collaborazione con scienziati della General Atomics e dell'Università della California a Irvine, stanno effettuando nuove misurazioni dirette del flusso di plasma bulk (ione deuterio) vicino al confine dei plasmi a fusione calda. Il metodo è una svolta. In precedenza, gli scienziati hanno dedotto la maggior parte del plasma in base al flusso di impurità. Però, il flusso di impurità non è una guida affidabile vicino al bordo del plasma. Le misurazioni spettroscopiche della rotazione del deuterio rivelano che la velocità del flusso del plasma può essere considerevolmente superiore ai calcoli basati sul flusso di impurità di carbonio nel plasma. Il team ha ottenuto le nuove misurazioni dopo aver installato nuove ottiche per raccogliere la luce emessa dagli ioni di deuterio che intercettano i fasci neutri ed eseguendo simulazioni 3D computazionalmente intensive che consentono l'interpretazione quantitativa del complesso spettro di fotoemissione multicomponente.

La misurazione diretta del flusso di plasma di massa sta fornendo ai ricercatori informazioni senza precedenti sul meccanismo di generazione del flusso nei plasmi di fusione. La rotazione è vantaggiosa nei plasmi di fusione, e gli esperimenti attuali spesso generano rotazione attraverso l'iniezione di fasci neutri che fanno girare il plasma. Però, un reattore a fusione avrà una fonte di quantità di moto esterna relativamente debole, quindi è particolarmente importante comprendere il meccanismo del flusso autogenerato osservato e le sue implicazioni nei futuri reattori, come ITER. Il fatto che il flusso di plasma di massa sia superiore al previsto in base alle misurazioni delle impurità è potenzialmente una buona notizia per ITER poiché potrebbe essere necessario un flusso generato dall'esterno per ottenere lo stesso flusso di plasma.