🇩🇪☀️CHINA ÜBERT DAS DICHTELIMIT DES FUSIONSPLASMAS MIT DEM "KÜNSTLICHEN SONNEN" ☀️🇩🇪
China hat einen epochalen Durchbruch in der kontrollierten Kernfusion mit dem Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), bekannt als "künstliche Sonne", erzielt.
Forscher des Plasma-Physik-Instituts der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der Huazhong-Universität für Wissenschaft und Technologie und der Universität Aix-Marseille in Frankreich haben das empirische Dichtelimit des Plasmas, bekannt als Greenwald-Limit (n_G), überschritten, indem sie Werte zwischen 1,3 und 1,65 Mal übertrafen.
Historisch gesehen hat die Dichte des Plasmas in Tokamaks ein oberes Limit: Wenn es überschritten wird, wird das Plasma instabil, entkommt der magnetischen Einschließung und gibt Energie an die inneren Wände ab, was zu Störungen und Sicherheitsrisiken führt.
Internationale Forschungen deuteten darauf hin, dass das Phänomen in der Grenzregion Plasma-Wand auftritt, aber die genauen Mechanismen blieben unklar.
Das chinesische Team entwickelte ein theoretisches Modell der Selbstorganisation von Plasma-Wand (PWSO), das offenbart, dass die radiative Instabilität durch Verunreinigungen an der Grenze (wie Kohlenstoff und Wolfram von den Wänden) das Limit auslöst.
Durch die Nutzung von ECRH (elektronisches Zyklotronheizen) und hohen Gasvordruck führten sie das Plasma in eine "dichtefreie Zone", die experimentell zum ersten Mal in einem Tokamak bestätigt wurde.
Während der Plateau-Phase des Stroms (Ip ~250 kA, B_t=2.5 T) erreichte die durchschnittliche lineare Dichte 5.2-5.6 × 10^19 m^{-3}, was Strahlung, Verunreinigungen (niedriges Z_eff) und Temperatur am Divertor reduzierte.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in Science Advances, stimmen mit dem PWSO-Modell 0D und 1D überein und eröffnen Wege für Hochdichte-Operationen ohne Störungen.
Dies schreitet auf das Lawson-Kriterium für das Plasma-Brennen und die Zündung zu, das für saubere und unbegrenzte Fusionsenergie entscheidend ist.
Die skalierbare Technik verspricht Anwendungen auf EAST und zukünftigen Reaktoren wie ITER.