Para peneliti di Princeton Plasma Physics Laboratory telah mengidentifikasi rotasi plasma sebagai faktor kunci yang menjelaskan mengapa partikel dalam tokamak fusi menghantam satu sisi sistem pembuangan lebih banyak daripada sisi lainnya. Simulasi mereka, yang sesuai dengan eksperimen nyata, menggabungkan rotasi dengan pergeseran ke samping. Penemuan ini dapat meningkatkan desain reaktor fusi di masa depan.
Eksperimen fusi dalam tokamak telah lama membingungkan para ilmuwan dengan adanya ketidakseimbangan pada divertor, yaitu sistem pembuangan tempat partikel plasma yang lolos menghantam pelat logam. Jauh lebih banyak partikel yang mengenai target divertor bagian dalam dibandingkan bagian luar, sehingga mempersulit desain komponen tahan panas pada reaktor yang dirancang untuk menghasilkan listrik dari fusi atom. Model sebelumnya yang hanya mengandalkan pergeseran lintas medan—pergerakan partikel ke samping melintasi garis magnet—gagal mereplikasi pola yang diamati dalam eksperimen. Terobosan ini muncul dari penyertaan rotasi toroidal, yaitu gerakan melingkar plasma di sekitar tokamak. Eric Emdee, seorang fisikawan peneliti asosiasi di Princeton Plasma Physics Laboratory milik Departemen Energi AS, memimpin studi yang diterbitkan dalam Physical Review Letters. Menggunakan kode SOLPS-ITER, tim menyimulasikan kondisi di tokamak DIII-D di California. Mereka menguji skenario dengan mengaktifkan dan menonaktifkan pergeseran dan rotasi, serta menemukan kecocokan dengan data hanya ketika menyertakan kecepatan rotasi inti sebesar 88,4 kilometer per detik bersamaan dengan pergeseran tersebut. Emdee menjelaskan, 'Ada dua komponen aliran dalam plasma... aliran paralel, yang didorong oleh inti yang berputar, sama pentingnya.' Tim tersebut, yang mencakup peneliti dari PPPL, MIT, dan North Carolina State University, menyoroti hubungan antara rotasi inti dan perilaku partikel tepi. Pemahaman ini akan membantu dalam membangun divertor yang tangguh untuk sistem fusi praktis, yang didukung oleh Office of Fusion Energy Sciences milik DOE.
