能源部橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的一組聚變研究人員使用來自聯(lián)合歐洲環(huán)面或 JET 托卡馬克的測(cè)量數(shù)據(jù)來模擬一種改進(jìn)的方法，用于在正常操作中斷期間量化等離子體輻射功率的數(shù)量。
這種稱為綜合診斷的方法可以為高功率聚變裝置(例如現(xiàn)在正在組裝的 ITER 托卡馬克)的中斷緩解系統(tǒng)提供信息。結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)儀器評(píng)論》上。
在托卡馬克中，等離子體溫度可以達(dá)到或超過太陽核心的溫度。等離子體被真空容器內(nèi)的磁場(chǎng)限制，懸浮在遠(yuǎn)離機(jī)器壁的地方。
ORNL 科學(xué)家兼合著者 Jack Lovell 說：“中斷是磁約束等離子體失去其磁能和熱能的快速事件，這會(huì)通過熔化或侵蝕其面向等離子體的組件來嚴(yán)重?fù)p壞托卡馬克。”
破碎顆粒注射或 SPI 技術(shù)將單個(gè)破碎顆粒的碎片注入等離子體破裂中，使其不那么嚴(yán)重。通常，破碎的小球由氘和另一種元素制成，例如氖，被發(fā)現(xiàn)有助于等離子體輻射。
到目前為止，SPI 已被證明是成功的，但科學(xué)家們希望通過學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)不同中斷場(chǎng)景可能導(dǎo)致的等離子體輻射量，使該工具更加準(zhǔn)確。
這很棘手，因?yàn)樵诰圩冄b置(如 JET)上測(cè)量等離子體輻射很困難，因?yàn)橥锌R克的復(fù)雜幾何形狀以及使這些裝置運(yùn)行所需的其他系統(tǒng)爭奪空間所導(dǎo)致的空間和封裝限制。
為了獲得更好的視圖，Lovell 和他的團(tuán)隊(duì)使用了一種稱為綜合診斷的技術(shù)，該技術(shù)使用計(jì)算代碼來模擬不同中斷情況下的輻射功率測(cè)量，同時(shí)考慮到機(jī)器及其診斷工具的配置。
計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是從輻射熱計(jì)獲得的，輻射熱計(jì)是目前在 JET 中使用的一種設(shè)備，用于測(cè)量等離子體輻射的總功率。
“我們研究了在破壞過程中輻射會(huì)有多少空間變化，以及科學(xué)家們可以在合成模型中放置多少確定性，因?yàn)闇y(cè)量儀器獲取的數(shù)據(jù)在極端環(huán)境中總是有限的。 ORNL 聚變能源動(dòng)力排放和粒子控制小組負(fù)責(zé)人 Zeke Unterberg 說。
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