Đột phá trong hợp nhất sử dụng plasma D đảo ngược để giải quyết thách thức năng lượng then chốt

Các nhà nghiên cứu tại Cơ sở Hợp nhất Quốc gia DIII-D ở Mỹ đã chứng minh một bước đột phá quan trọng trong việc kiểm soát lò phản ứng nhiệt hạch bằng cách sử dụng cấu hình plasma gọi là “tam giác âm,” trong đó mặt cắt ngang của plasma có hình dạng giống chữ “D” ngược với mặt cong hướng về phía tường trong của tokamak. Trái ngược với dự đoán trước đây cho rằng hình dạng này sẽ kém ổn định hơn, các thí nghiệm năm 2023 cho thấy plasma tam giác âm có thể đạt được áp suất, mật độ và dòng điện cao đồng thời trong khi vẫn duy trì khả năng giữ nhiệt xuất sắc. Cấu hình này cũng thể hiện mức độ bất ổn plasma thấp bất ngờ, điều rất quan trọng cho các phản ứng nhiệt hạch bền vững và giảm thiệt hại cho thành lò phản ứng. Một thách thức then chốt trong thiết kế tokamak là quản lý nhiệt ở rìa plasma để bảo vệ bên trong lò phản ứng đồng thời giữ cho lõi đủ nóng để phản ứng nhiệt hạch diễn ra. Phương pháp tam giác âm đã kết hợp thành công khả năng giữ plasma cao với “tách divertor,” một trạng thái làm mát ranh giới plasma và giảm tải nhiệt lên bề mặt vật liệu mà không gây ra các bất ổn. Giải pháp tích hợp này giải quyết vấn đề quản lý nhiệt giữa lõi và rìa plasma.