核融合エネルギーに関する記事を閲覧し始めると、トカマクやその他の核融合装置内のプラズマのエーテル的なフクシアの輝きを描いた画像がすぐに見つかります。

実際には、写真に写っているピンク色は、核融合そのものではなく、核融合の燃料、つまり水素に由来することがよくあります。 光を放つ 人間の目にはピンクに見える特定の可視波長で。水素プラズマは、その条件にもよりますが、ピンクから紫、青まで、どんな光でも放射できます。あるいは、可視光がまったく出ないこともあります。

実際、地球上で制御された核融合を起こすには、非常にエネルギーの高いプラズマが必要だからです。 太陽の中心よりも熱くて密度が高い —核融合プラズマは、紫外線やX線範囲など、スペクトルの可視部分以外のエネルギーで多くの光を放射します。つまり、核融合プラズマ自体は非常に熱くてエネルギーが高いため、人間の目には見えません。

つまり、写真に写っている可視光は、実際には次の光源から来ています。 クーラー プラズマは、低温のガスと相互作用して高温のプラズマの端に見られることが多く、低出力試験や、すでに緩和されて低エネルギー状態になったプラズマのどちらかに見られます。

しかし、そのピンクの輝きの中で生成された核融合エネルギーは見えないかもしれませんが、可視画像から、ZapのFuZeやFuze-Qなどの核融合装置内のプラズマの複雑なダンスに関する貴重な詳細が明らかになります。Zapの科学者たちは、超高速カメラの助けを借りて、核融合が起こるときのチャンバー内のプラズマのダイナミクスを映したムービーを撮影し、他の測定値とのベンチマークを行い、物理を最適化できるようにしています。

鏡越しに

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Zapのデバイスの内部、強力な電流パルスが重水素ガス（水素の天然同位体）に電力を供給し、それをイオン化して、核融合に必要な超高温温度に達できるプラズマにします。

ザップのプラズマの持続時間は100マイクロ秒（100万分の1秒）未満であるため、科学者は専用の超高速カメラを使用して、核融合が起こるチャンバー内のプラズマダイナミクスのビデオを撮影します。標準的なムービーカメラは 24 フレーム/秒で撮影しますが、これらのカメラは 1 秒あたり最大 1,000 万フレームをキャプチャできます。

「Zピンチの動きを見たいです。これを見たいです。 出てくる流れ」と、Zapで光学分光法を監督する上級研究科学者のアンドリュー・テイラー博士は言います。「これらのダイナミクスは他の診断法とマッチし、チャンバー内で何が起こっているのかをより総合的に理解することができます。」

高速カメラは、プラズマチャンバーに面した多数の溶融石英ウィンドウのいずれかに沿って配置することも、バレルの下に向けて、Zピンチ形成のさまざまな段階に関する特定の情報をキャプチャすることもできます。加熱された重水素プラズマの「除雪機」がチャンバーを掃引し、圧縮されたZピンチに組み立てられ、光るプラズマフィラメントが形成され、合体して動く流れになります。最後に、せん断流はプラズマの安定化に役立ちます。 核融合反応 流れる小川の熱く密集した真ん中で起きてる。目にもカメラにも見えない

核融合形成の中心部のイメージング

プラズマの測定に用いられる手法は総称して「プラズマ診断」と呼ばれ、単一の診断ですべてを把握することはできません。たとえば、ナショナル・イグニッション・ファシリティには ほぼ120件の診断 ターゲットチャンバーを指差すことができる。

「どんなキャンペーンでも、Zapの研究開発チームは、より完全な全体像を描くために、何十もの個別の診断を行うことがあります」とTaylor氏は言います。

十分に検証されたさまざまな診断機能を統合することで、せん断流で安定化されたZピンチプラズマの挙動についての理解がますます深まり、計算モデルとFuZeデバイスの設計が着実に改善されています。最も重要なのは、Zapの核融合装置内の可視光と不可視光の両方を解読することで、最終的にチームがプラズマによって生成されるエネルギーを増やし、稼働中の核融合発電所に近づけることができるということです。