Un team di ricercatori sulla fusione è riuscito a dimostrare che gli ioni energetici con energia nell'intervallo dei mega elettronvolt (MeV) sono confinati in modo superiore in un plasma per la prima volta in sistemi elicoidali. Ciò promette il confinamento delle particelle alfa (ioni di elio) necessario per realizzare l'energia di fusione in un reattore elicoidale.

La reazione deuterio-trizio in un plasma ad alta temperatura sarà utilizzata in futuro nei reattori a fusione. Le particelle alfa con energia di 3,5 MeV sono generate dalla reazione di fusione. Le particelle alfa trasferiscono la loro energia al plasma, e questo riscaldamento delle particelle alfa sostiene la condizione di plasma ad alta temperatura richiesta per la reazione di fusione. Per realizzare un tale plasma, che si chiama plasma ardente, gli ioni energetici nell'intervallo MeV devono essere strettamente confinati nel plasma.

Le simulazioni numeriche hanno previsto i risultati favorevoli del confinamento di ioni MeV in un plasma in sistemi elicoidali che hanno il vantaggio di un funzionamento allo stato stazionario rispetto ai sistemi tokamak. Però, la dimostrazione del confinamento dello ione MeV mediante esperimento non era stata riportata. Recentemente, lo studio è stato notevolmente avanzato da un esperimento di confinamento ionico MeV eseguito nell'operazione al deuterio del Large Helical Device (LHD), che è di proprietà del National Institute for Fusion Science (NIFS), Istituti Nazionali di Scienze Naturali (NINS), in Giappone. Nei plasmi di deuterio, I tritoni da 1 MeV (ioni trizio) sono creati dalle reazioni di fusione deuterone-deuterone. I tritoni hanno un comportamento simile con le particelle alfa generate in un futuro plasma in fiamme.

Il gruppo di ricerca guidato dall'assistente professor Kunihiro Ogawa e dal professor Mitsutaka Isobe del NIFS ha eseguito l'esperimento di confinamento del tritone MeV in LHD. I tritoni confinati nel plasma subiscono una reazione secondaria ed emettono neutroni ad alta energia per reazione di fusione con deuteroni di fondo (ioni deuterio). Il gruppo di ricerca ha sviluppato il rivelatore per la misurazione selettiva dei neutroni ad alta energia per valutare le prestazioni di confinamento ionico MeV. I neutroni ad alta energia sono stati misurati per diverse configurazioni del campo magnetico. Quando l'asse del campo magnetico viene spostato verso l'interno, il confinamento ionico MeV mostra prestazioni migliori. Il risultato ottenuto da questo studio dimostra per la prima volta il concetto di confinamento ionico MeV in sistemi elicoidali. Questo a sua volta promette di far luce sul confinamento delle particelle alfa necessario per realizzare l'energia di fusione in un reattore elicoidale.