由橡树岭国家实验室制作
氘球产生的碎片羽流
信用:特雷·格哈特/ORNL 美国能源部橡树岭国家实验室的一组聚变研究人员利用欧洲联合环面(JET)托卡马克上的测量数据集，模拟了一种改进的方法，用于量化正常运行中断期间的等离子体辐射功率
这种被称为合成诊断的方法，可以为大功率聚变装置(如正在组装中的ITER托卡马克)的干扰缓解系统提供信息
研究结果发表在《科学仪器评论》上
在托卡马克中，等离子体的温度可以达到或超过太阳核心的温度
等离子体被真空容器内的磁场限制，悬浮在远离机器壁的地方
ORNL科学家和合著者杰克·洛弗尔说:“破坏是指磁约束等离子体失去磁能和热能的快速事件，这可能会通过熔化或腐蚀面向等离子体的部件而严重损坏托卡马克。”
粉碎颗粒注射技术将单个粉碎颗粒的碎片注射到血浆中，使其不那么严重
典型地，粉碎的小球由氘和另一种元素制成，例如氖，它被发现有助于等离子体辐射
到目前为止，SPI已经被证明是成功的，但是科学家们希望通过学习和预测不同的破坏场景会产生多少等离子体辐射来使这个工具更加精确
这很棘手，因为测量聚变装置(如JET)上的等离子体辐射很困难，这是由于托卡马克复杂的几何形状以及运行这些装置所需的其他系统对空间的竞争造成的空间和封装限制
为了获得更好的视角，洛弗尔和他的团队使用了一种称为合成诊断的技术，该技术使用计算代码来模拟不同干扰情况下的辐射功率测量，同时考虑了机器及其诊断工具的配置
计算的基础数据来自测辐射热计，这是一种目前在JET中使用的设备，用于测量等离子体辐射的总功率
ORNL聚变能源动力排放和粒子控制小组组长齐克·昂特尔伯格说:“我们研究了在一次破坏过程中辐射会有多大的空间变化，以及科学家可以在合成模型中确定多少，因为测量仪器获得的数据在托卡马克内部发生的极端环境中总是有限的。”
根据这种变化，研究小组发现，不同等离子体和颗粒组合的辐射功率分布的变化会显著影响总功率的计算
这项研究提高了对实验测量的理解，使科学家能够区分诊断测量伪像和托卡马克破坏物理的实际变化
理想情况下，在运行过程中可以避免中断，但在不可能的情况下，缓解系统可以提供重要的保护
从JET收集经验和数据是ITER关键准备工作的一部分，这是世界上最大的科学合作，旨在展示自热燃烧等离子体和500兆瓦的聚变能
Unterberg说:“高功率运行，加上了解等离子体中断以及如何在托卡马克中处理它们，是聚变能源发展需要解决的关键挑战。”
这种知识降低了对中断缓解效果得出错误结论的风险
事实上，这种新方法使研究人员能够将SPI功效的不确定性降低6倍，这将有助于确保未来的设计和技术决策基于准确的评估
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