(à gauche) Il n'y a pas ou peu de turbulence en raison du gradient de température presque nul à l'intérieur de l'îlot magnétique en forme de croissant. (à droite) La turbulence se propage à l'intérieur de l'îlot magnétique plus rapidement que l'impulsion de chaleur. Crédit :Dr Katsumi Ida
En cherchant à atteindre l'énergie de fusion, des recherches sur le confinement du champ magnétique du plasma à haute température sont menées dans le monde entier. Dans un plasma à haute température, il y a un gradient de température. Lorsque le gradient de température devient raide, des turbulences sont générées. Parce que les régions à haute température et les zones à basse température sont mélangées en raison de la turbulence, la température à cœur ne peut pas être augmentée efficacement. Ainsi, des recherches sur la génération et la suppression des turbulences sont menées dans le monde entier sur des dispositifs expérimentaux de plasma confiné magnétiquement (tokamaks et dispositifs hélicoïdaux). Il a été très difficile de distinguer où et comment la turbulence se propage dans un plasma. Les chercheurs ont prédit que la turbulence s'étendrait à d'autres régions, un phénomène appelé "propagation de la turbulence, " mais cela n'a pas été observé expérimentalement.
Le groupe de recherche du professeur Katsumi Ida et du professeur Tatsuya Kobayashi des National Institutes of Natural Sciences (NINS) National Institute for Fusion Science (NIFS) et des collaborateurs des États-Unis ont mené des recherches sur la propagation de la turbulence dans le tokamak Doublet III-D de General Atomics, aux Etats-Unis. Ils ont utilisé la soi-disant "méthode de modulation des impulsions thermiques" dans le grand dispositif hélicoïdal (LHD) du NIFS pour mesurer la turbulence dans une région spéciale appelée "l'île magnétique, " où la turbulence ne devrait théoriquement pas être générée car il n'y a pas de gradient de température. Ils ont découvert que la turbulence existe dans l'îlot magnétique, et se propage plus rapidement vers le centre de l'îlot magnétique, qui est appelé le point O, que le changement de température modulé. Ainsi, les chercheurs ont observé pour la première fois la propagation de la turbulence.
Les résultats ont été publiés dans Lettres d'examen physique . À l'avenir, les chercheurs continueront à améliorer le plasma haute performance en accumulant de nouvelles connaissances sur la suppression de la turbulence.