融合产品的仿星器记录 首次确认优化

与2015/16的第一个实验阶段不同，Wendelstein 7-X的等离子容器自去年9月开始配备内部覆层。现在，容器壁上覆盖着石墨瓦，从而允许更高的温度和更长的等离子体放电。利用所谓的偏滤器，还可以控制等离子体的纯度和密度：偏滤器片沿着等离子体边缘的扭曲轮廓以沿着等离子体容器壁的十个宽条带的形式。以这种方式，它们特别保护了从等离子体环的边缘逸出的颗粒撞击的壁区域。与杂质一起，撞击颗粒在此被中和并被泵出。

“对新墙体元素的初步体验非常积极，”Thomas Sunn Pedersen教授表示。在第一次运动结束时，脉冲长度达到6秒，现在正在生产持续长达26秒的等离子体。可以将高达75兆焦耳的加热能量输入等离子体，这是没有偏滤器的第一操作阶段的18倍。加热功率也可以增加，这是高等离子体密度的先决条件。

以这种方式获得了聚变产物的记录值。离子温度，等离子体密度和能量限制时间的这个乘积表明了点燃等离子体所需的反应器值的接近程度。在大约4000万度的离子温度和每立方米0.8×10 ** 20个颗粒的密度下，Wendelstein 7-X已经获得了一个融合产品，提供了每立方米6 x 10 ** 26度x秒的优质，世界上的仿星记录。“对于这种尺寸的设备来说，这是一个很好的价值，而且在现实条件下，即在等离子体离子的高温下实现，”Sunn Pedersen教授说。达到的能量限制时间，这是磁约束等离子体的绝热质量的量度，

从2015年12月到2016年3月的第一个实验阶段的实验数据的现已完成的评估证实了优化不仅在隔热方面起作用的事实，刚刚在自然物理学报告。这表明自举电流也按预期运行。该电流由等离子体中的压力差引起，并且可能使定制的磁场失真。然后来自等离子体边缘的粒子将不再撞击偏滤器的右侧区域。因此，仿星器中的自举电流应尽可能低。分析现已证实，这实际上是在优化的场几何中完成的。“因此，在第一次实验阶段，优化的重要方面已经得到验证，”第一作者Andreas Dinklage博士表示。“在更高的加热功率和更高的等离子体压力的进一步实验中，将进行更精确和系统的评估。”

自2017年底以来，Wendelstein 7-X进一步扩展：包括新的测量设备和加热系统。等离子体实验将于7月恢复。计划于2018年秋季进行大规模扩建：偏转器的现有石墨瓦将由额外水冷的碳增强碳组件取代。它们可以使放电持续长达30分钟，在此期间可以检查Wendelstein 7-X是否也永久地满足其优化目标。

背景

聚变研究的目标是开发有利于气候和环境的发电厂。像太阳一样，它是从原子核的融合中获取能量。因为融合火需要超过1亿度的温度点燃，燃料，即。低密度氢等离子体不应与冷容器壁接触。受磁场限制，它悬浮在真空室内，几乎没有接触。

Wendelstein 7-X的磁保持架由50个高约3.5米的超导磁体线圈制成。它们的特殊形状是精心优化计算的结果。尽管Wendelstein 7-X不会产生能量，但它希望证明仿星器适用于发电厂。其目的是在仿星器中首次实现托卡马克型竞争装置所提供的限制质量。特别是，该装置将证明仿星器的主要优点，即。他们以连续模式运作的能力。