Ảnh: Đại học Seville
Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton (PPPL) và Đại học Seville ở Tây Ban Nha đã công bố phát triển một thiết bị nhiệt hạch mới được gọi là Tỷ lệ khung hình nhỏ Tokamak (SMART). Về điều này đã báo cáo tại Phys.org.
SMART đại diện tokamak với hình học độc đáo kết hợp các công nghệ hiện có như tokamak hình cầu và tam giác âm. Mặt cắt ngang của plasma trong tokamak thường có hình chữ D viết hoa. Khi phần thẳng của chữ D hướng vào tâm của tokamak, nó được cho là có hình tam giác dương. Khi phần cong của plasma hướng vào tâm, plasma có hình tam giác âm.
Tam giác âm mang lại sự ổn định và hiệu suất được cải thiện, điều này có thể dẫn đến việc giam giữ huyết tương hiệu quả hơn và giảm biến động. Khám phá này đưa SMART trở thành một trong những đối thủ tiềm năng trong lĩnh vực lò phản ứng nhiệt hạch nhỏ gọn trong tương lai.
Để vận hành thành công tokamak, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các thuật toán máy tính như TRANSP để lập mô hình và xác định cấu hình tối ưu của chùm tia trung tính cần thiết để làm nóng plasma. Các thí nghiệm đầu tiên sẽ được thực hiện với plasma đơn giản, sau đó là các thí nghiệm phức tạp hơn sử dụng chùm tia trung tính.
Các thí nghiệm đầu tiên trong tokamak SMART đã được thực hiện, bao gồm các thử nghiệm cho thấy ánh sáng màu hồng từ argon khi đun nóng bằng lò vi sóng. Sự phát sáng này đóng vai trò chuẩn bị cho các thí nghiệm trong tương lai với các plasma đặc hơn. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng ánh sáng này không được coi là plasma thực sự đầu tiên mà họ mong đợi sẽ nhận được vào mùa thu năm 2024.
Một phần quan trọng của dự án là phát triển phương pháp chẩn đoán để đánh giá trạng thái huyết tương. Các nhà nghiên cứu PPPL hiện đang nghiên cứu nhiều kỹ thuật khác nhau, bao gồm tán xạ Thomson và chẩn đoán đa năng lượng bằng tia X mềm, để đo nhiệt độ và mật độ electron của plasma. Những chẩn đoán này sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động thành công của SMART trong suốt vòng đời của nó.
