Turbulensi Plasma Fusion Bergerak Berkecepatan Tinggi Ditemukan untuk Pertama Kalinya di Dunia

Untuk mencapai fusi di pembangkit listrik, perlu untuk secara stabil mengurung plasma lebih dari 100 juta derajat Celcius dalam medan magnet dan mempertahankannya untuk waktu yang lama.
IMAGES
Sebuah kelompok penelitian yang dipimpin oleh Asisten Profesor Naoki Kenmochi, Profesor Katsumi Ida, dan Profesor Tokihiko Tokuzawa dari Institut Nasional untuk Ilmu Fusi (NIFS), Institut Nasional Ilmu Pengetahuan Alam (NINS), Jepang, menggunakan alat ukur yang dikembangkan secara mandiri dan dengan kerjasama Profesor Daniel J. den Hartog dari University of Wisconsin, AS, menemukan untuk pertama kalinya di dunia bahwa turbulensi bergerak lebih cepat daripada panas ketika panas keluar dalam plasma di Large Helical Device (LHD). Salah satu karakteristik turbulensi ini memungkinkan untuk memprediksi perubahan suhu plasma, dan diharapkan pengamatan turbulensi akan mengarah pada pengembangan metode untuk kontrol suhu plasma secara real-time di masa depan. Dalam plasma suhu tinggi yang dibatasi oleh medan magnet, "turbulensi", yang merupakan aliran dengan pusaran berbagai ukuran, dihasilkan. Turbulensi ini menyebabkan plasma terganggu, dan panas dari plasma terkurung mengalir keluar, mengakibatkan penurunan suhu plasma. Untuk mengatasi masalah ini, perlu dipahami karakteristik panas dan turbulensi dalam plasma. Namun, turbulensi dalam plasma sangat kompleks sehingga kita belum sepenuhnya memahaminya. Secara khusus, bagaimana turbulensi yang dihasilkan bergerak dalam plasma tidak dipahami dengan baik, karena memerlukan instrumen yang dapat mengukur evolusi waktu turbulensi menit dengan sensitivitas tinggi dan resolusi spatiotemporal yang sangat tinggi. Sebuah "penghalang" dapat terbentuk dalam plasma, yang bertindak untuk memblokir pengangkutan panas dari pusat ke luar. Penghalang membuat gradien tekanan yang kuat dalam plasma dan menghasilkan turbulensi. Asisten Profesor Kenmochi dan kelompok penelitiannya telah mengembangkan metode untuk memecahkan penghalang ini dengan merancang struktur medan magnet. Metode ini memungkinkan kita untuk fokus pada panas dan turbulensi yang mengalir deras saat penghalang pecah, dan untuk mempelajari hubungan mereka secara rinci. Kemudian, menggunakan gelombang elektromagnetik dari berbagai panjang gelombang, kami mengukur perubahan suhu dan aliran panas elektron dan turbulensi halus berukuran milimeter dengan tingkat akurasi tertinggi di dunia.. Sebelumnya, panas dan turbulensi telah diketahui bergerak hampir bersamaan dengan kecepatan 5.000 kilometer per jam (3.100 mil per jam), tentang kecepatan pesawat terbang, tetapi eksperimen ini menghasilkan penemuan turbulensi pertama di dunia yang bergerak mendahului panas pada kecepatan 40.000 kilometer per jam (25.000 mil per jam). Kecepatan turbulensi ini mendekati kecepatan roket. Asisten Profesor Naoki Kenmochi berkata, “Penelitian ini telah secara dramatis meningkatkan pemahaman kita tentang turbulensi dalam plasma fusi. Karakteristik baru turbulensi, yang bergerak lebih cepat daripada panas dalam plasma, menunjukkan bahwa kita mungkin dapat memprediksi perubahan suhu plasma dengan mengamati turbulensi prediktif. Di masa depan, berdasarkan ini, kami berharap dapat mengembangkan metode untuk mengontrol suhu plasma secara real-time.”