Forskare har upptäckt mekanismerna bakom tillförlitlig kärnfusion genom att observera solitary perturbation (SP) strukturer inom mikrosekunder från början av piedestalerosion, vilket tyder på en stark korrelation mellan SP-generering och piedestalkollapsen. Denna observation är att ge gedigen experimentella data för att identifiera de styrande ekvationerna för mekanismerna bakom SP -generation och piedestalkollaps. SP i plasmagränsskiktet kan också ge allmänt intresse som ett starkt olinjärt gränsfenomen.
Solen är en huvudsekvensstjärna och genererar därmed sin energi genom kärnfusion av vätekärnor till helium. Fusion producerar energi som är många gånger större än kärnklyvning. När konsekvenserna av klimatförändringar och utarmning av fossila bränslen blir tydliga, forskare över hela världen har försökt att producera en källa till ren, hållbar, och riklig energi. Och för detta ändamål, kärnfusion har potential att möta mänsklighetens behov av energi.
Den ledande kandidaten för en praktisk fusionsreaktor är tokamak-reaktorn som utnyttjar solens kraft här på jorden. Det är en magnetisk inneslutningsfusionsreaktor som använder magnetfält för att begränsa fusionsbränsle vid miljontals grader i plasmaform. Dock, ungefär som att pressa en ballong tills den spricker, den toroidala magnetiserade plasman begränsad i tokamaken utvecklar instabilitet längs ytterkanterna. Det resulterande flödet av energi och partiklar som frigörs av "burst" eller piedestalkollaps kan allvarligt skada slagpunkterna på tokamakens plasmavända komponenter. Forskare strävar för närvarande efter att förstå och kontrollera dessa krascher eftersom det är en kritisk fråga för framgångsrik drift av International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) och andra framtida fusionsreaktorer.
Forskning utförd av professor Gunsu S. Yuns team och internationella samarbetspartners har bidragit mycket för att lösa detta mysterium genom att observera strukturer för ensamma störningar (SP) inom mikrosekunder från början av erosionen på piedestalen, vilket tyder på en stark korrelation mellan SP -generation och piedestalkollaps. Denna prestation har publicerats i den världsberömda Vetenskapliga rapporter .
Teamet använde data från elektroncyklotronemissionsavbildningssystemet (ECEI) och det toroidala Mirnov -spolarrayet på KSTAR, eller Korea Superconducting Tokamak Advanced Research, och upptäckte ett helt annat fenomen än de vanligen observerade kvasistabila kantlokaliserade filamentära lägen (QSM). Teamet observerade rutinmässigt QSM och deras komplexa strukturella övergångar utan kraschar på KSTAR vilket föreslog att QSM inte direkt korrelerade till kraschen.
Professor Yun räknar med att forskargruppens nya observation ger gedigen experimentella data för att identifiera de styrande ekvationerna för mekanismerna bakom SP -generation och piedestalkollaps. Han räknar också med att SP i plasmagränsskiktet också kan ge allmänintresse som ett starkt olinjärt gränsfenomen.
