Недавнее компьютерное моделирование предложило новый метод запуска плазмы без использования соленоидов. Имитационное моделирование показывает формирование отдельных токопроводящих магнитных структур, называемых плазмоидами, которые могут инициировать плазму и завершать сложное магнитное поле.
Все начинается с силовых линий или петель магнитного поля, которые поднимаются через отверстие в полу токамака. Когда силовые линии электрически вынуждены расширяться в сосуд, может образоваться тонкий слой или пластинка электрического тока.
Благодаря процессу, называемому магнитным пересоединением, лист может сломаться и образовать серию кольцевых плазмоидов, которые являются магнитным эквивалентом пузырьковых колец, созданных дельфинами.Расчетно предсказанные плазмоиды были подтверждены изображениями быстрой камеры в Национальном эксперименте по сферическому тору (NSTX), главной термоядерной установке в Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США; с тех пор объект был модернизирован. Плазмоиды сливаются в большое кольцо, пропускающее до 400 000 ампер тока, создавая плазменную фазу запуска внутри токамака.
Это расширенное моделирование плазмоидов также привело к другому важному открытию: условия, при которых большой объем замыкания силовой линии и максимальный пусковой ток могут быть достигнуты с помощью модернизации Национального эксперимента со сферическим тором (NSTX-U).Плазмоидоподобные структуры также наблюдаются в природе, например, во время извержений на Солнце. Глобальное образование плазмоида, наблюдаемое в токамаке, проливает новый свет на процесс магнитного пересоединения и пусковой механизм солнечных вспышек.
Эти открытия также показывают, что такое же опосредованное плазмоидом пересоединение, которое происходит в космосе, играет ведущую роль в замыкании силовых линий магнитного поля и запуске плазмы в NSTX-U.