En la búsqueda de la realización del reactor de fusión, la investigación sobre el confinamiento de plasma a alta temperatura y alta densidad en el campo magnético se está llevando a cabo en todo el mundo. Una de las cuestiones más importantes para realizar el reactor de generación de energía es el problema de que "la turbulencia,"que es el flujo turbulento del plasma, provoca el deterioro del confinamiento del plasma. Cuando existe turbulencia * 1, el plasma con una temperatura central alta se expulsa al exterior del plasma y no se puede lograr la condición para producir la fusión.La clave para resolver este problema fue descubierta accidentalmente en un dispositivo experimental alemán en 1982. Allí, se suprimió la turbulencia en la región del borde, y el estado del plasma llamado "modo H" * 2, en el que la temperatura de todo el plasmafue criado, se dio cuenta.En contraste con esto, el plasma en el que la turbulencia es grande y la temperatura baja se llama plasma en "modo L".Posteriormente, el plasma en modo H se reprodujo en dispositivos de todo el mundo.El modo H se usa como el modo de operación estándar en el ITER.
En la investigación hasta la fecha, muchos investigadores han intentado aclarar el mecanismo del modo H. En la condición normal en la que hay un equilibrio de iones y electrones, no puede haber un campo eléctrico fuerte en un plasma. Esta condición corresponde a laModo L. Según la teoría, en el modo H, debido a una pequeña desviación en la distribución de iones y electrones, en la región del borde del plasma se genera un fuerte campo eléctrico, y se predijo la supresión de la turbulencia.el diagnóstico más avanzado en ese momento, la estructura del campo eléctrico que los investigadores teóricos habían predicho realmente existía. Cómo esta estructura del campo eléctrico era el acertijo restante. Con respecto a este acertijo, la investigación ha avanzado desde el descubrimientodel modo H, y este problema no se resolvió durante más de treinta años, hasta ahora.
Aquí, el grupo de investigación de los profesores Tatsuya Kobayashi, Kimitaka Itoh y Takeshi Ido de NIFS participaron en una investigación colaborativa con los Institutos Nacionales de Ciencia y Tecnología Cuántica y Radiológica QST y la Universidad de Kyushu. Utilizando la "Sonda de haz de iones pesados"desarrollado en NIFS, midieron el potencial de plasma del tokamak JFT-2M del QST. Como resultado de su análisis de datos experimentales, descubrieron el mecanismo de generación de campo eléctrico que había sido un enigma durante los últimos treinta años.
La "desviación" en la distribución de iones y electrones que producen el campo eléctrico fuerte se produce por la corriente eléctrica que fluye en dirección radial. El mecanismo que produce esta corriente eléctrica se ha propuesto en numerosas ocasiones, pero cuyo efecto fue especialmente importanteaún no había sido aclarado. A través de sus mediciones y análisis, descubrieron que los efectos nacidos de las diferencias en las trayectorias de electrones e iones juegan un papel particularmente importante en la generación de la corriente eléctrica. Aunque los datos experimentales utilizados en estos experimentos fueronrecopilados en 1999, produjeron resultados de vanguardia de la física teórica reciente y desarrollos en métodos analíticos. Los resultados de diecisiete años antes han contribuido a los avances en la física del plasma de hoy, lo que indica la alta calidad de estos datos experimentales.
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Materiales proporcionados por Institutos Nacionales de Ciencias Naturales . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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