Une équipe de scientifiques américains et allemands a utilisé un système de grandes bobines magnétiques « trim » conçues et livrées par le laboratoire de physique des plasmas de Princeton (PPPL) du département américain de l'Énergie (DOE) pour obtenir des performances élevées lors de la dernière série d'expériences sur le Wendelstein. Stellarateur 7-X (W7-X). La machine allemande, le stellarator le plus grand et le plus avancé du monde, est utilisé pour explorer la base scientifique de l'énergie de fusion et tester la pertinence de la conception du stellarator pour les futures centrales à fusion. De telles plantes utiliseraient des réactions de fusion telles que celles qui alimentent le soleil pour créer une source d'énergie illimitée sur Terre.

Les nouvelles expériences ont amplement démontré la capacité des cinq bobines de cuivre et de leur système de contrôle sophistiqué, dont l'opération est dirigée sur place par le physicien PPPL Samuel Lazerson, pour améliorer les performances globales du W7-X. "Ce qui est excitant à ce sujet, c'est que les bobines de garniture et le leadership de Sam produisent une compréhension scientifique qui aidera à optimiser les futurs stellarators, " a déclaré Hutch Neilson, physicien du PPPL, qui supervise la collaboration du laboratoire sur le W7-X avec le Max Planck Institute of Plasma Physics, qui a construit la machine et héberge désormais l'équipe internationale qui étudie le comportement des plasmas confinés dans sa configuration magnétique unique.

Les Stellarators sont sinueux, installations en forme de beignet dont la configuration contraste avec les installations en forme de beignet lisse appelées tokamaks qui sont plus largement utilisées. Un avantage majeur des stellarators est leur capacité à fonctionner en continu avec une faible puissance d'entrée pour maintenir le plasma sans interruption du plasma - un risque auquel les tokamaks sont confrontés - permettant aux installations de fonctionner efficacement en régime permanent. Un inconvénient est que la géométrie du stellarator en torsion est plus complexe à concevoir et à construire.

Le W7-X a terminé sa deuxième série d'expériences en décembre avec des capacités de chauffage et de mesure améliorées. Une particularité du second tour était son utilisation d'un « îlot divertor » pour évacuer la chaleur et les particules quittant le plasma. Cet outil important se compose d'une chaîne de champs magnétiques de forme spéciale au bord du plasma recoupée par 10 plaques de divertor. Tout écart de ces champs par rapport à leur configuration de conception peut provoquer une surchauffe des plaques de divertor et limiter les performances du plasma.

Les expériences récentes ont démontré la capacité des bobines de compensation à mesurer et à corriger de tels écarts, qui sont connus sous le nom de « champs d'erreur ». Le contrôle de tels champs au bord du plasma a permis au W7-X de produire des décharges de plasma d'une durée allant jusqu'à 30 secondes. « Les bobines de garniture se sont avérées extrêmement utiles, non seulement en assurant un échappement de plasma équilibré sur les plaques de divertor, mais aussi comme outil permettant aux physiciens d'effectuer des mesures de champ magnétique d'une précision sans précédent, " a déclaré Thomas Sunn Pederson, Max Planck directeur de la physique des bords de stellarator et des divertor.

La réalisation du contrôle nécessitait que les bobines de compensation perturbent le champ magnétique d'une manière qui rende clair la taille du champ d'erreur. Des expériences complémentaires menées par le scientifique de Lazerson et de Max Planck, Sergey Bozhenkov, ont ensuite confirmé les prédictions de la puissance nécessaire des bobines de compensation pour corriger les écarts, une quantité qui n'équivalait qu'à 10 % de la pleine puissance des bobines. « Le fait que nous n'ayons besoin que de 10 % de la capacité nominale des bobines de garniture témoigne de la précision avec laquelle W7-X a été construit, " Lazerson a déclaré. "Cela signifie également que nous avons beaucoup de capacité de bobine de compensation pour explorer les scénarios de surcharge du divertor de manière contrôlée.