ฝึกฝนเทอร์โมนิวเคลียร์พลาสมาด้วยเกล็ดหิมะ

นักฟิสิกส์ที่ทำงานเกี่ยวกับ National Spherical Torus Experiment (NSTX) ที่ Princeton Plasma Physics Laboratory ใกล้เข้ามาอีกก้าวหนึ่งเพื่อแก้ปัญหาหนึ่งในความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ของการวิจัยฟิวชันแม่เหล็ก นั่นคือวิธีลดผลกระทบที่พลาสมาร้อนมีต่อผนังเครื่องฟิวชัน ( หรือวิธีการเชื่อมต่อระหว่างวัสดุพลาสมา)ความร้อนบางส่วนจากแกนพลาสมาร้อนของอุปกรณ์พลังงานฟิวชันจะหลุดออกจากพลาสมาและสามารถโต้ตอบกับผนังภาชนะปฏิกรณ์ได้ สิ่งนี้ไม่เพียงกัดกร่อนผนังและส่วนประกอบอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังทำให้พลาสมาปนเปื้อนด้วย ซึ่งเป็นความท้าทายทั้งหมดสำหรับการหลอมรวมในทางปฏิบัติ วิธีหนึ่งในการปกป้องผนังเครื่องจักรคือไดเวอร์เตอร์ ซึ่งเป็นห้องที่อยู่นอกพลาสมาซึ่งไอเสีย (และสิ่งเจือปน) จากความร้อนของพลาสมาไหลเข้าไป แนวคิดไดเวอร์เตอร์ใหม่ที่เรียกว่า "เกล็ดหิมะ" ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยลดปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลาสมาร้อนกับผนังเย็นที่อยู่รอบๆ ได้อย่างมีนัยสำคัญ

สนามแม่เหล็กแรงสูงสร้างพลาสมาร้อนให้อยู่ในรูปของโดนัทในเครื่องปฏิกรณ์พลาสมาแบบฟิวชั่นแม่เหล็กที่เรียกว่าโทคามัก เกล็ดหิมะ เนื่องจากอนุภาคพลาสมาที่ถูกคุมขังเคลื่อนที่ไปตามเส้นสนามแม่เหล็กภายในโทคามัก อนุภาคและความร้อนบางส่วนจะหลบหนีเนื่องจากความไม่เสถียรในพลาสมา รอบ ๆ พลาสมาร้อนคือชั้นพลาสมาที่เย็นกว่า ซึ่งเป็นชั้นขูดออก ซึ่งเป็นส่วนต่อประสานระหว่างพลาสมากับวัสดุ ในชั้นนี้ อนุภาคที่หลบหนีและความร้อนไหลไปตามเส้นสนามแม่เหล็ก "เปิด" ไปยังส่วนที่แยกจากกันของภาชนะและเข้าสู่ "ห้องเปลี่ยนทิศทาง" หากพลาสมากระทบกับพื้นผิวไดเวอร์เตอร์ร้อนเกินไป อาจเกิดการหลอมละลายของส่วนประกอบที่หันเข้าหาพลาสมาและสูญเสียน้ำหล่อเย็นได้ ภายใต้สภาวะที่ไม่พึงปรารถนาดังกล่าว อายุการใช้งานของส่วนประกอบที่หันเข้าหาพลาสมาจะเป็นปัญหาเช่นกัน เนื่องจากชิ้นส่วนเหล่านี้มักจะสึกหรอเร็วเกินไป