Trisops - Trisops

Trisops var en eksperimentell maskin for å studere magnetisk innesperring av plasma med det endelige målet å produsere fusjonskraft . Konfigurasjonen var en variant av en kompakt toroid , en toroidformet ( smultringformet ) struktur av plasma og magnetiske felt uten at spiraler trenger inn i sentrum. Det mistet finansieringen i sin opprinnelige form i 1978.

Konfigurasjonen ble produsert ved å kombinere to individuelle toroider produsert av to koniske θ klemmepistoler, plassert i hver ende av en lengde av Pyrex- røret med et konstant magnetisk føringsfelt. Toroidstrømmene i toroidene var i motsatte retninger, slik at de frastøt hverandre. Etter å ha kommet til en likevekt, ble de adiabatisk komprimert ved å øke det ytre feltet.

Tving gratis plasma-virvler

Kraftfrie plasmahvirvler har ensartet magnetisk helisitet og er derfor stabile mot mange ustabiliteter. Vanligvis synker strømmen raskere i de kaldere områdene til gradienten i helisitet er stor nok til å tillate en turbulent omfordeling av strømmen.

Kraftfri virvler følger følgende ligninger.

${\ displaystyle {\ begynne {linje} {\ vec {\ nabla}} \ ganger {\ vec {B}} = \ alpha {\ vec {B}} \\ {\ vec {v}} = \ pm \ beta {\ vec {B}} \ slutten {justert}}}$

Den første ligningen beskriver en Lorentz-kraft- fri væske: kreftene er overalt null. For et laboratorium er plasma a konstant, og β er en skalarfunksjon av romlige koordinater. ${\ displaystyle {\ vec {j}} \ times {\ vec {B}}}$

De magnetiske fluksoverflatene er toroidale, med strømmen helt toroidal ved kjernen av torus og helt poloid ved overflaten av torusen. Dette ligner feltkonfigurasjonen til en tokamak , bortsett fra at de feltproduserende spolene er enklere og ikke trenger gjennom plasmatorusen.

Legg merke til at, i motsetning til de fleste plasma strukturer, den Lorentz kraft og Magnus kraft , spille tilsvarende roller. er massetettheten. ${\ displaystyle \ rho {\ vec {\ nabla}} \ ganger {\ vec {v}}}$${\ displaystyle \ rho}$

Trisops-prosjektet

Dr. Daniel Wells, mens han arbeidet på Stellarator ved Princeton Plasma Physics Laboratory på 1960-tallet, ble unnfanget for å kollidere og deretter komprimere stabile kraftfrie plasma-toroider for å produsere forhold som er nødvendige for termonukleær fusjon. Navnet, Trisops, er et forkortelse for Thermonuclear Reactor In Support of Project Sherwood . Han flyttet senere til University of Miami hvor han satte opp Trisops-maskinen, støttet av National Science Foundation og Florida Power and Light .

Prosjektet fortsatte til 1978 da NSF avviklet bevilgningen og energidepartementet ikke hentet støtten.

Trisops-maskinen

Den fjerde og siste versjonen av Trisops-maskinen besto av DC-speilspoler som produserte et 0,5  T føringsfelt, to koniske θ-klypepistoler som produserte to motroterende plasmahvirvler inne i et pyrex-vakuumkammer. Hvirvlene nærmet seg hverandre, kolliderte, frastøt hverandre og kom til slutt i ro. På den tiden produserte kompresjonsspolene et 3,5 T-felt med en kvart-syklus stigningstid på 10 μs.

resultater

De komprimerte ringene beholdt strukturen i 5 μs, med en tetthet på 2 x 10 ¹⁷  cm ⁻³ , en ionetemperatur på 5 keV, en elektrontemperatur på 300 eV. En avskjæring av midler forhindret ytterligere målinger for å løse avviket mellom de ovennevnte tallene, og plasma-elektron-ion-temperaturen likevekt på 1 μs.

Følge opp

Prosjektet mistet finansieringen i 1978. Maskinen ble demontert og forble ved University of Miami til 1997. På den tiden ble maskinen flyttet til Lanham Md og satt sammen for CMTX-prosjektet (se referanse). Den nåværende statusen til prosjektet og maskinen er ukjent.

referanser

• DR Wells, J. Davidson, LG Phadke, JG Hirschberg, PE Ziajka, og J. Tunstall, Høytemperaturplasmaproduksjon med høy tetthet ved virvel- ringkompresjon , Phys. Pastor Lett. 41 , 166 (1978).
• CMTX-prosjekt , november 1997