Másfél évvel ezelőtt Angela Merkel indította az első kísérleteket, amelyeket egy hosszabb leállás és fejlesztés után most szeptemberben folytattak a Wendelstein 7-X (W7-X)-nél. A több mint 1 évig tartó átépítés alatt az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Plazmafizikai Osztályának fúziós kutatócsoportjai nem tétlenkedtek. A nagyon sikeres első kísérletek során az MTA Wigner FK-ban fejlesztett és a Max-Planck-Institut für Plasmaphysik-kel közösen üzemeltetett videodiagnosztika rendszer közvetítette az első képeket a sztellarátorban történő eseményekről.
Az alábbi videón a rendszer által készített érdekesebb felvételeket gyűjtöttük össze.
A mostani 3 hónapos kísérleti időszakra a magyar fizikusok és mérnökök számos fejlesztéssel és egy új diagnosztikával is készültek, mivel maga a berendezés is nagy átalakuláson ment keresztül. Beépült egy ideiglenes divertor, amely a plazma és a környezet közötti gázcserét szolgálja. Ezzel a W7-X még nagyobb energiájú, és még hosszabb plazmakisüléseket tud produkálni. A tavalyi 7,5 másodperces kisülésekhez képest a mostaniak között 30 másodpercesek is voltak, jövőre pedig 100 másodperc a terv. A végleges hűtött divertor beépítése után már 30 perces, és nagyobb teljesítményű működés a végcél.
Az MTA Wigner FK Plazmafizikai osztályának Pellet- és videodiagnosztika csoportja, akik a sztellarátor szemét, a kamerarendszert fejlesztették és építették, egy további ultragyors kamerával bővítették a felhozatalt, amely akár 1.000.000 képkockát is képes készíteni másodpercenként. Emellett a már meglévő intelligens gyorskamerák is „okosodtak”, új funkciókat kaptak, hogy még részletesebb méréseket tudjanak készíteni a berendezésben végbemenő folyamatokról. Ezen folyamatok észlelése és rögzítése nagyon fontos a berendezés védelme érdekében, amely a kamerarendszer fő feladata. A különleges kameranézeteknek és egyedi feldolgozási megoldásoknak köszönhetően az egész sztellarátor belsejét monitorozza a rendszer, így hosszabb távon képes ellátni – a kísérleti mérések elvégzése mellett – a biztonsági feladatokat is.
Az előző kísérleti időszakhoz képest a rendszer most kb. 2,5-szer több adatot gyűjtött, ami nagyjából 10 TB-nyi képet és videót jelent; de ez még messze van attól, amikor a kameráknak fél óráig kell majd egyhuzamban működniük, akkor ugyanis egy kamera önmagában is képes lesz 1,6 TB adatot generálni.
A továbbfejlesztett berendezésben most először voltak úgynevezett pelletek, amelyek apró, néhány Kelvin hőmérsékletű hidrogén jégdarabok. Ezekkel táplálják majd a plazmát egy későbbi fúziós erőműben. A W7-X-en a néhány 100 m/s sebességgel repülő pelleteket elsőként a magyar kamerákkal sikerült megfigyelni.
A rendszert a magyar kutatók és mérnökök több lépésben szállították ki és szerelték össze. A helyszíni összeszerelés után a rendszer folyamatosan tesztelés és fejlesztés alatt állt, egészen a legelső kísérletekig. A fejlesztés természetesen ezután sem állt le, ugyanis a vezérlő és adatfeldolgozó szoftverek funkcionalitását folyamatosan a mindenkor folyó kísérletekhez igazítják.
A másik magyar berendezést, az alkáli atomnyaláb diagnosztikát, az MTA Wigner FK Nyalábemissziós Spektroszkópia csoportja fejlesztette és szállította tavasszal a W7-X-hez, hogy aztán a nyár elején, a helyszínen először össze, majd felszereljék a sztellarátorra. A berendezés egy nagyenergiájú nátrium nyalábot lő a plazmába. A nyalábot alkotó atomok a plazma elektronjaival való ütközés során gerjesztődnek és fényt bocsátanak ki, amelyből a plazma sűrűsége, és az abban lévő örvények tulajdonságai számíthatók ki. A fény méréséhez egy nagyérzékenységű optikai és detektorrendszert fejlesztettek ki.
Az azóta eltelt időben folyamatos volt a helyszíni munka a fizikusok és mérnökök részéről, hogy aztán még a tervezett idő előtt, ebben a kísérleti időszakban sikerüljön belőni az első nyalábot a plazmába. Az alábbi képen, baloldalon látható egy nyaláb a laborban, jobb oldalon pedig már a plazmában lencsevégre kapott nyalábot láthatjuk.
Természetesen a plazmában nem lesz fekete-fehér a nyaláb, de a fúziós kutatásokban interferencia szűrővel felszerelt monokróm kamerákat használnak, hogy a zavaró háttérfényeket kiszűrjék, míg a laborban lehetőség van fényképezőgéppel is megörökíteni számos dolgot.
A Wendelstein 7-X további fejlesztések miatt fél évre most újra leáll, hogy aztán a nyáron induló új kampányban akár 100 másodperc hosszú plazmakisüléseket produkáljon. Természetesen a magyar csapat addig sem tétlenkedik, hiszen a videó- és az atomnyaláb diagnosztikát is fel kell készíteni az újabb kihívásokra.
