/图片-1/美国能源部 紧凑型先进托卡马克(CAT)是一种潜在的融合能源生产的经济解决方案，它利用了模拟和技术的进步
信用:图像由通用原子公司提供
托卡马克图形修改自F
Najmabadi等人
ARIES-AT先进托卡马克，先进技术聚变发电厂，聚变工程设计，80，3-23 (2006)
聚变发电厂利用磁场来容纳一团载流气体(称为等离子体)
这创造了一个微型太阳，通过核聚变产生能量
紧凑型先进托卡马克概念使用最先进的物理模型来潜在地提高聚变能的产生
这些模型表明，通过精心塑造等离子体和等离子体中的电流分布，聚变工厂的操作人员可以抑制等离子体中的湍流涡旋
这些涡流会导致热量损失
这将使操作员能够以较低的电流实现较高的压力和聚变功率
这一进展有助于实现等离子体自我维持并驱动大部分电流的状态
在托卡马克反应堆的这种方法中，在降低的等离子体电流下改进的性能降低了应力和热负荷
这缓解了聚变工厂设计人员面临的一些工程和材料挑战
更高的压力也增加了等离子体中粒子运动自然产生所需电流的效果
这大大降低了对昂贵的电流驱动系统的需求，而电流驱动系统会消耗聚变工厂的潜在电力输出
它还支持固定的“始终开启”配置
与典型的脉冲聚变发电方法相比，这种方法可以使电厂在运行过程中承受更少的压力，从而实现更小、更便宜的电厂
在过去的一年里，能源部(DOE)聚变能源科学咨询委员会和美国国家科学、工程和医学科学院发布了路线图，呼吁在美国积极发展聚变能源
研究人员认为，实现这一目标需要开发比目前更有效、更经济的方法来创造聚变能
用于创建CAT概念的方法开发了新颖的反应堆模拟，利用对等离子体的最新物理理解来提高性能
研究人员将在DIII-D国家聚变设施验证的最先进理论与在国家能源研究科学计算中心使用柯里超级计算机进行的前沿计算相结合
这些模拟确定了一条通往实现更高性能、基本上自我维持的配置的概念之路，这种配置比典型的脉冲配置更有效地保存能量，使其能够以更小的规模和成本建造
这项研究发表在《核聚变》杂志上
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