Wie funktioniert die I-mode?

Die I-Mode ist ein attraktives Einschlussregime für zukünftige Fusionsreaktoren vom Typ Tokamak.

Die I-Mode ist ein attraktives Einschlussregime für zukünftige Fusionsreaktoren vom Typ Tokamak. Es ist durch steile Gradienten in der Elektronentemperatur, aber flache Dichtegradienten gekennzeichnet. Dies kann auf eine Entkopplung von Wärme- und Teilchentransport hinweisen, welche bisher unverstanden ist. Drift-Alfvén-Turbulenz erlaubt eine Entkopplung von Dichte- und Elektronentemperaturfluktuationen durch die Wärmeleitung der Elektronen, welche Elektronentemperaturfluktuationen unterdrückt. Um dies zu erreichen, müssen starke Austauschinstabilitäten wie die ITG-Mode vermieden werden. Wärmeleitung von der Separatrix zu den Divertorprallplatten kann zu einer Entkopplung von Ionentemperatur und Elektronentemperatur führen, den Ionentemperaturgradienten abflachen und den Antrieb der ITG-Turbulenz so reduzieren, dass sich Drift-Alfvén-Turbulenz ausbildet.

In Simulationen mit einem gyrofluiden Modell wurde unter den genannten Randbedingungen ein Regime untersucht, das  eine Reihe der experimentelle Beobachtungen der I-mode reproduziert. Sogar der dynamische Fingerabdruck, das Auftreten von Vorläufern von Dichtebursts,  wurde gefunden. Das Modell kann die Aufweitung des Operationsbereichs mit erhöhter Magnetfeldstärke sowie Herausforderungen beim Divertor-Detachment erklären. Die Arbeit wurde kürzlich in Nuclear Fusion veröffentlicht.