Fusionsreaktorkonstruktioner med "långa ben" hänvisar till koncept som har potential för långvarig, uthållig drift. Dessa konstruktioner syftar till att övervinna de utmaningar som är förknippade med traditionella fusionsreaktorkonstruktioner och kännetecknas ofta av innovativa metoder för plasmainneslutning, bränsleeffektivitet och materialvetenskap. Här är några lovande fusionsreaktordesigner med långa ben:

1. Stellaratorer:

Stellaratorer är fusionsreaktorkonstruktioner som använder en vriden magnetfältskonfiguration för att begränsa plasma. Till skillnad från tokamaks, som förlitar sig på ett toroidformat magnetfält, erbjuder stellaratorer fördelen av kontinuerlig drift utan behov av extern strömdrift. Stellaratordesigner som Wendelstein 7-X i Tyskland och Helias stellarator i Greifswald, Tyskland, utvecklas och studeras aktivt för sin långsiktiga potential.

2. Sfäriska Tokamaks:

Sfäriska tokamaks är kompakta och högbeta tokamakdesigner som har ett mindre bildförhållande (förhållande mellan större och mindre radie) jämfört med traditionella tokamaks. Denna kompakta design möjliggör ökat plasmatryck och potentiellt högre fusionseffekttäthet. Sfäriska tokamaker som NSTX-U vid Princeton Plasma Physics Laboratory i USA och MAST-U vid Culham Center for Fusion Energy i Storbritannien undersöker drift med lång puls och stabilt tillstånd.

3. Tandemspegelreaktorer:

Tandemspegelreaktorer är fusionsreaktorkoncept som kombinerar principerna för magnetiska speglar och inneslutning för att uppnå kontinuerlig drift. De använder en serie magnetiska speglar för att begränsa plasman axiellt, vilket möjliggör förbättrad plasmastabilitet. Tandemspegelreaktorkonstruktioner, såsom Tandem Mirror Experiment-Upgrade (TMX-U) vid University of California, Berkeley, och tandemspegeln GAMMA 10 i Japan, har visat lovande resultat när det gäller plasmainneslutning och stabilitet.

4. Field-Reversed Configurations (FRC:er):

Fältomvända konfigurationer är kompakta fusionsreaktorkonstruktioner som använder en hög beta, självorganiserad magnetfältstruktur. FRC har potential för högtemperaturplasmainneslutning och drift i stationärt tillstånd. Forskningsanläggningar som FRC-2-experimentet vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) och TPE-RX-experimentet vid University of Tokyo undersöker beteendet och stabiliteten hos FRC.

5. Tröghetsfusionsenergi (IFE):

IFE-metoder involverar användning av högenergilasrar eller partikelstrålar för att komprimera och värma en bränslepellet, vilket utlöser tröghetsfusion. Även om det inte är en långbent design i betydelsen kontinuerlig drift, har IFE-reaktorer potential för höga fusionsutbyten och kan potentiellt pulsas med en hög repetitionshastighet. Anläggningar som National Ignition Facility (NIF) vid Lawrence Livermore National Laboratory i USA och Laser Mégajoule (LMJ) i Frankrike bedriver aktivt IFE-forskning.

Dessa fusionsreaktorkonstruktioner med långa ben representerar lovande vägar för att uppnå hållbar fusionsenergi. Det är dock viktigt att notera att varje design har sina egna utmaningar och begränsningar, och betydande forskning och utveckling krävs fortfarande innan kommersiell fusionskraft kan realiseras.