五年前投入运行的优化的 Wendelstein 7-X 仿星器旨在证明仿星器型聚变装置适用于发电厂。磁场包围着热等离子体并使其远离容器壁，经过大量理论和计算工作的规划，避免了早期仿星器的缺点。最重要的目标之一是减少由磁场纹波引起的等离子体能量损失。这是导致等离子体粒子向外漂移并丢失的原因，尽管它们被绑定到磁场线。
与竞争的托卡马克型装置不同，这种所谓的“新古典”能量和粒子损失不是主要问题，它是传统仿星器的一个严重弱点。随着等离子体温度的升高，它会导致损耗增加很多，因此在此基础上设计的发电厂将非常大，因此非常昂贵。
另一方面，在托卡马克中——由于它们的对称形状——由磁场纹波引起的损失很小。在这里，能量损失主要是由等离子体中的小涡旋运动和湍流决定的——这也是仿星器中的一个损失通道。因此，为了赶上托卡马克良好的约束特性，降低新古典损失是仿星器优化的一项重要任务。因此，Wendelstein 7-X 的磁场旨在最大限度地减少这些损失。
在对 Wendelstein 7-X 实验结果的详细分析中，由 IPP 仿星器理论部的 Craig Beidler 博士领导的科学家们现在已经调查了这种优化是否会导致预期的效果。凭借迄今为止可用的加热设备，Wendelstein 7-X 已经能够产生高温等离子体，并创造了高温“聚变产物”仿星器的世界纪录。温度、等离子体密度和能量限制时间的乘积表明您与燃烧等离子体的值有多接近。
现在已经详细分析了这种创纪录的等离子体。在高等离子体温度和低湍流损失下，可以在这里很好地检测到能量平衡中的新古典损失：它们占加热功率的 30%，是能量平衡的相当大一部分。
Wendelstein 7-X 新古典优化的效果现在通过一个思想实验显示：假设在具有较低优化磁场的植物中也实现了导致 Wendelstein 7-X 创纪录结果的相同血浆值和轮廓.然后计算出预期的新古典损失——有一个明确的结果：它们将大于输入加热功率，这在物理上是不可能的。“这表明，”Stellarator Theory Division 负责人 Per Helander 教授说，“在 Wendelstein 7-X 中观察到的等离子体轮廓只能在具有低新古典损失的磁场中才能想象得到。相反，这证明优化 Wendelstein 磁场成功降低了新古典主义的损失。”
然而，到目前为止，等离子体放电时间很短。为了测试 Wendelstein 概念在连续运行中的性能，目前正在安装水冷墙体。以这种方式装备后，研究人员将逐渐研究长达 30 分钟的等离子体。然后可以检查 Wendelstein 7-X 是否也可以在连续运行中实现其优化目标——仿星器的主要优势。
背景
聚变研究的目的是开发气候和环境友好的发电厂。类似于太阳，它是从原子核的聚变中产生能量。因为聚变火只在 1 亿度以上的温度下点燃，所以燃料——一种低密度的氢等离子体——不能与冷的容器壁接触。它由磁场保持，几乎无接触地漂浮在真空室内。
Wendelstein 7-X 的磁笼由 50 个超导磁线圈组成。它们的特殊形状是复杂优化计算的结果。在他们的帮助下，仿星器中等离子体约束的质量将达到竞争托卡马克型设施的水平。
