Ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL ) Министерства энергетики США (DOE ), частной компании Tokamak Energy и Университета Кюсю в Японии предложили проект компактной сферической пилотной установки термоядерного синтеза, которая нагревает плазму, используя только микроволны.
Обычно сферические токамаки также используют массивную катушку из медной проволоки, называемую соленоидом, расположенную около центра сосуда, для нагрева плазмы. Часто также используется инжекция нейтрального пучка, которая подразумевает применение пучков незаряженных частиц к плазме. Но подобно тому, как крошечную кухню легче спроектировать, если в ней меньше приборов, было бы проще и экономичнее сделать компактный токамак, если в нем меньше систем нагрева.
Новый подход исключает омический нагрев, который является тем же самым нагревом, который происходит в тостере и является стандартным для токамаков.
Микроволны — это форма электромагнитного излучения, которая может быть сгенерирована с помощью устройства, известного как гиротрон. Гиротроны будут располагаться снаружи токамака направленными к ядру. Когда гиротроны испускают мощные волны в плазму, они генерируют ток, перемещая отрицательно заряженные частицы, известные как электроны. Этот процесс, известный как привод электронного циклотронного тока (ECCD), одновременно и запускает ток, и нагревает плазму. Однако процесс нагрева не так прост, как простое включение некоторых гиротронов. Исследователям необходимо смоделировать различные сценарии и определить различные детали, такие как наилучший угол для нацеливания гиротронов, чтобы микроволны правильно проникали в плазму.
Моделирование нагрева является частью проекта, известного как усовершенствованный реактор сферического токамака или STAR. Проект является стратегической инициативой по разработке планов пилотной электростанции.
