ORNL融合科学家正在努力使等离子体破坏缓解方法的测量更准确

能源部橡树岭国家实验室的一组聚变研究人员使用来自联合欧洲环面或 JET 托卡马克的测量数据来模拟一种改进的方法，用于在正常操作中断期间量化等离子体辐射功率的数量。

这种称为综合诊断的方法可以为高功率聚变装置(例如现在正在组装的 ITER 托卡马克)的中断缓解系统提供信息。结果发表在《科学仪器评论》上。

在托卡马克中，等离子体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 科学家兼合著者 Jack Lovell 说：“中断是磁约束等离子体失去其磁能和热能的快速事件，这会通过熔化或侵蚀其面向等离子体的组件来严重损坏托卡马克。”

破碎颗粒注射或 SPI 技术将单个破碎颗粒的碎片注入等离子体破裂中，使其不那么严重。通常，破碎的小球由氘和另一种元素制成，例如氖，被发现有助于等离子体辐射。

到目前为止，SPI 已被证明是成功的，但科学家们希望通过学习和预测不同中断场景可能导致的等离子体辐射量，使该工具更加准确。

这很棘手，因为在聚变装置(如 JET)上测量等离子体辐射很困难，因为托卡马克的复杂几何形状以及使这些装置运行所需的其他系统争夺空间所导致的空间和封装限制。

为了获得更好的视图，Lovell 和他的团队使用了一种称为综合诊断的技术，该技术使用计算代码来模拟不同中断情况下的辐射功率测量，同时考虑到机器及其诊断工具的配置。

计算的基础数据是从辐射热计获得的，辐射热计是目前在 JET 中使用的一种设备，用于测量等离子体辐射的总功率。

“我们研究了在破坏过程中辐射会有多少空间变化，以及科学家们可以在合成模型中放置多少确定性，因为测量仪器获取的数据在极端环境中总是有限的。 ORNL 聚变能源动力排放和粒子控制小组负责人 Zeke Unterberg 说。

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