Le Tokamak est un type de réacteur thermonucléaire; c'est une installation toroïdale de confinement magnétique du plasma afin de réaliser les conditions dans lesquelles il est possible de maintenir une réaction thermonucléaire stable. Le travail avec eux est en cours depuis plusieurs décennies, et jusqu'à présent aucune fin n'a été vue dans ce travail: il n'y a pas de réacteurs à sortie économique, comme il n'y en avait pas. L'un des problèmes est l'instabilité du processus, il est très difficile à contrôler.
Il existe plusieurs difficultés, l'une d'entre elles étant l'instabilité des flux de plasma de bord localisés. Les chercheurs travaillant avec l'installation de
Tokamak KSTAR ont montré qu'ils étaient capables de prendre le contrôle de ce problème. Ceci est extrêmement important, car si vous ne le résolvez pas, le plasma peut détruire la surface intérieure de la chambre à vide.
Il convient de noter que le problème est une conséquence de la symétrie du champ magnétique de l'installation - la symétrie qui garantit la simplicité (apparente) de travailler avec des tokamaks. Une façon de résoudre ce problème consiste à créer des champs magnétiques externes pour supprimer l'instabilité.
La chose la plus intéressante est que certaines configurations asymétriques du champ magnétique du tokamak peuvent même être utiles pour maintenir le plasma dans un état stable. L'essentiel ici est d'
apprendre à choisir l' asymétrie «correcte», en évitant l'apparition de ces changements dans la configuration du champ magnétique qui peuvent s'avérer nuisibles.
Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont créé un modèle simplifié de la combinaison des champs magnétiques nécessaires pour maintenir le plasma dans un état stable. En utilisant ce modèle à titre d'exemple, les scientifiques ont commencé à rechercher des variantes d'une configuration asymétrique qui peuvent être utiles pour maintenir le plasma dans un état stable, empêchant la destruction des parois du réacteur. Une des conditions dans ce cas est que les couches internes du plasma ne soient pas influencées par des facteurs qui affectent les couches externes.
Le point positif est que les chercheurs n'ont pas besoin de connaître la version finale de la géométrie exacte du champ magnétique. Il suffit de savoir quand la taille du champ magnétique devient trop importante et sa stabilité diminue.
Des études antérieures ont été consacrées à la détermination des valeurs critiques des champs, ainsi qu'à la création de la géométrie nécessaire, au calcul du champ. Ceci est nécessaire pour couper les configurations du champ magnétique défavorables à la stabilité.
Maintenant, une équipe de chercheurs travaillant avec le tokamak coréen a décidé de découvrir quels champs magnétiques (supplémentaires) supprimeraient l'instabilité, qui empêcheraient les propriétés destructrices du plasma et qui contribueraient à l'émergence d'instabilités.
Grâce à la fonctionnalité KSTAR, les scientifiques ont pu étudier une variété de configurations, résultant en une image 6D, où chaque pixel est codé par couleur. Au total, il existe trois gradations de couleur, chacune pouvant être décrite comme bonne, mauvaise et très mauvaise.
Une fois le modèle prêt, les scientifiques l'ont testé, après avoir effectué une série de tests. En fin de compte, ils ont réussi à trouver cette option de configuration qui élimine l'instabilité des flux de plasma de bord localisés. Afin de créer la configuration optimale, les experts peuvent augmenter le nombre d'électro-aimants qui aideront à augmenter la personnalisation des champs magnétiques.
Selon les experts, le travail des scientifiques avec le tokamak coréen rapproche le moment où l'humanité recevra toujours sa source d'énergie presque infinie.
Nature Physics , 2018: DOI:
10.1038 / s41567-018-0268-8 .