Η πειραματική εγκατάσταση Wendelstein 7-X (W7-X) μελετά την αντίδραση σύντηξης σε έναν αντιδραστήρα τύπου stellarator, μια κλειστή, δακτυλιοειδή μαγνητική παγίδα. Ένα από τα βασικά προβλήματα σε τέτοιες εγκαταστάσεις είναι η κατακράτηση γρήγορων σωματιδίων άλφα (πυρήνες ηλίου-4) που σχηματίζονται κατά την αντίδραση σύντηξης. Αυτά τα σωματίδια υψηλής ενέργειας χρειάζονται για τη διατήρηση των ακραίων θερμοκρασιών που απαιτούνται για μια σταθερή αντίδραση. Εάν απελευθερωθούν πολύ γρήγορα, αποτυγχάνουν να θερμάνουν το πλάσμα.

Επειδή το W7-X είναι ένας πειραματικός stellarator και όχι ένας πλήρης σταθμός παραγωγής ενέργειας σύντηξης, είναι μικρότερος σε μέγεθος. Επομένως, η συμπεριφορά των σωματιδίων άλφα πρέπει να προσομοιωθεί χρησιμοποιώντας σωματίδια χαμηλότερης ενέργειας - ελαφρύτερα ιόντα ηλίου-3 που επιταχύνονται στο επιθυμητό επίπεδο ενέργειας.

Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιείται η μέθοδος θέρμανσης συντονισμού ιόντων-κυκλοτρονίων (ICR), η οποία χρησιμοποιεί κύματα υψηλής συχνότητας της περιοχής μεγαβάτ. Τροφοδοτώντας ηλεκτρομαγνητικά κύματα σε ένα πλάσμα που περιέχει υδρογόνο και ήλιο-4 και συντονίζοντάς τα σε μια συγκεκριμένη συχνότητα στην οποία τα ιόντα ηλίου-3 περιφέρονται φυσικά γύρω από τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου, τα σωματίδια απορροφούν αποτελεσματικά ενέργεια.

«Αυτή είναι η πρώτη φορά που ιόντα ηλίου-3 υψηλής ενέργειας έχουν παραχθεί σε έναν stellarator χρησιμοποιώντας θέρμανση συντονισμού ιόντων-κυκλοτρονίων: η πρώτη περίπτωση σύντηξης στον κόσμο», ανέφερε το δελτίο τύπου.

Εκτός από τις πρακτικές επιπτώσεις του για την ενέργεια, το πείραμα επέτρεψε στους επιστήμονες να διαπιστώσουν ότι οι ίδιες διαδικασίες συντονισμού που οδηγούν τα σωματίδια ηλίου-3 στο W7-X θα μπορούσαν να εξηγήσουν την περιοδική εμφάνιση νεφών ηλίου-3 στην ατμόσφαιρα του Ήλιου.

Το περασμένο φθινόπωρο, Γερμανοί φυσικοί δοκίμασαν με επιτυχία το γυρότρον μιας συσκευής που παρέχει θέρμανση και σταθεροποίηση του πλάσματος - για τον αστρικό W7-X.