Fysiker från US Department of Energy's (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) tillhandahåller kritisk expertis för den första hela kampanjen för världens största och mest kraftfulla stellarator, ett magnetiskt fängelseexperiment, Wendelstein 7-X (W7-X) i Tyskland. Fusionsanläggningen återupptas den 28 augusti, 2017, och kommer att undersöka lämpligheten hos dess optimerade magnetfält för att skapa stationära plasma och att fungera som modell för ett framtida kraftverk för produktion av en "stjärna i en burk, "en praktiskt taget obegränsad källa till säker och ren energi för elproduktion.

W7-X startade i december, 2015, och avslutade sin första körning i mars, 2016. Anläggningen har sedan uppgraderats för att förbereda högkampanjen som ska börja.

Djupt involverade i den nya 15-veckorskörningen är PPPL-fysikerna Sam Lazerson och Novimir Pablant, som tillbringar två år vid Max Planck Institute of Plasma Physics i Greifswald, Tyskland. Lazerson, som tidigare har kartlagt W7-X-magnetfältet med magnetlindningar i ladugård som byggts av PPPL, leder en arbetsgrupp som kommer att planera och köra en serie experiment på stellaratorn. Pablant, som konstruerade en röntgenkristallspektrometer för att registrera beteendet hos W7-X-plasma, kommer att driva diagnosen tillsammans med en tysk spektrometer och kommer att bidra till att planera och genomföra forskning.

Första körningen i designad konfiguration

"Detta blir den första körningen av maskinen i dess utformade konfiguration, sa David Gates, som leder stellaratorfysikavdelningen på PPPL och övervakar laboratoriets roll som ledande amerikansk samarbetspartner i W7-X-projektet. Den nya körningen kommer att testa en anordning som kallas en "ö-divertor" för att uttömma värmeenergi och föroreningar. Kampanjen kommer också att öka värmeeffekten hos stellaratorn till åtta megawatt för att möjliggöra drift vid en högre beta-förhållandet mellan plasmatrycket och magnetfältstrycket, en nyckelfaktor för plasmainneslutning.

Sådana framsteg markerar steg mot att förlänga inneslutningstiden för den heta, laddad plasmagas som driver fusionsreaktioner i den optimerade maskinen. "Målet är att öka plasmainneslutningen jämfört med traditionella stellaratorer, sa Gates.

Går framåt, Max Planck-ingenjörer planerar att installera ett USA-byggt "skrapelement" på W7-X efter att den första 15-veckors kampanjen slutförts. Följande fas kommer att studera enhetens förmåga, ursprungligen designad vid Oak Ridge National Laboratory och färdigställd på PPPL, för att fånga upp värme som strömmar mot avledaren och förbättra dess prestanda. Planerna kräver nästa för installation av en vattenkyld avledare 2019 för att ytterligare öka den tillåtna pulslängden för stellaratorn.

PPPL, på Princeton Universitys Forrestal Campus i Plainsboro, N.J., ägnas åt att skapa ny kunskap om plasmans fysik - ultrahet, laddade gaser - och för att utveckla praktiska lösningar för skapandet av fusionsenergi. Laboratoriet hanteras av universitetet för U.S. Department of Energy's Office of Science, som är den största enskilda anhängaren av grundforskning inom fysik i USA, och arbetar för att hantera några av vår tids mest utmanande utmaningar. För mer information, besök science.energy.gov.