Fusionskraftverk använder magnetfält för att hålla en boll med strömbärande gas (kallad plasma). Detta skapar en miniatyrsol som genererar energi genom kärnfusion. Konceptet Compact Advanced Tokamak (CAT) använder toppmoderna fysikmodeller för att potentiellt förbättra fusionsenergiproduktionen. Modellerna visar att genom att noggrant forma plasma och fördelning av ström i plasma, operatörer av fusionsanläggningar kan undertrycka turbulenta virvlar i plasma. Dessa virvlar kan orsaka värmeförlust. Detta gör det möjligt för operatörerna att uppnå högre tryck och fusionseffekt med lägre ström. Detta framsteg kan hjälpa till att uppnå ett tillstånd där plasma upprätthåller sig själv och driver det mesta av sin egen ström.

I detta tillvägagångssätt för tokomak -reaktorer, den förbättrade prestandan vid reducerad plasmaström minskar stress och värmebelastningar. Detta lindrar några av de teknik- och materialutmaningar som fusionsanläggningsdesigners står inför. Högre tryck ökar också en effekt där partiklarnas rörelse i plasma naturligt genererar den ström som krävs. Detta minskar kraftigt behovet av dyra strömdrivsystem som tappar en fusionsanläggnings potentiella eleffekt. Det möjliggör också en stationär "alltid på" -konfiguration. Detta tillvägagångssätt leder till växter som lider mindre stress under drift än typiska pulsade metoder för fusionskraft, möjliggör mindre, billigare kraftverk.

Under det senaste året, Department of Energy's (DOE) Fusion Energy Sciences Advisory Committee och National Academies of Sciences, Teknik, och medicin har släppt färdplaner som kräver aggressiv utveckling av fusionsenergi i USA. Forskare tror att för att uppnå detta mål krävs utveckling av mer effektiva och ekonomiska tillvägagångssätt för att skapa fusionsenergi än vad som för närvarande finns. Metoden som används för att skapa CAT -konceptet utvecklade nya reaktorsimuleringar som utnyttjar den senaste fysikförståelsen för plasma för att förbättra prestanda. Forskare kombinerade toppmodern teori som validerats vid DIII-D National Fusion Facility med avancerad datoranvändning med hjälp av Cori-superdatorn vid National Energy Research Scientific Computing Center. Dessa simuleringar identifierade en väg till ett koncept som möjliggör högre prestanda, till stor del självbärande konfiguration som håller energi mer effektivt än typiska pulsade konfigurationer, så att den kan byggas i reducerad skala och kostnad.

Forskningen publicerades i Kärnfusion .