Para que la fusión genere una energía sustancial, el plasma ultracaliente que alimenta las reacciones de fusión debe permanecer estable y evitar que se enfríe. Los investigadores han demostrado recientemente que el litio un suave metal blanco plateado, para ser eficaz en ambos aspectos durante los experimentos estadounidenses-chinos que marcan el camino en el Tokamak Superconductor Avanzado Experimental (EAST) en Hefei, Porcelana. Liderando la colaboración de EE. UU. Está el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), junto con los co-investigadores principales Los Alamos y Oak Ridge National Laboratories, con la Universidad Johns Hopkins, la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, la Universidad de Tennessee-Knoxville, y el Instituto de Tecnología de Massachusetts. Los científicos de General Atomics también participan a través de una subvención separada.

Siete investigadores estadounidenses viajaron a EAST en diciembre, 2016, participar en los experimentos. Desplegaron litio en el tokamak chino de tres formas diferentes:a través de un inyector de polvo de litio, un inyector de gránulos de litio, y un limitador de litio líquido que fluye (FLiLi) que entregó el elemento en forma líquida al borde de los plasmas EAST.

La investigación mostró un excelente progreso en las tres áreas. La forma de los experimentos y sus resultados incluyeron:

• El primer uso del inyector de polvo de litio en EAST descarga el plasma caliente a través del desviador de tungsteno del tokamak. El polvo inyectado eliminó con éxito las inestabilidades periódicas conocidas como modos localizados de borde (ELM) que podrían dañar el desviador. Los resultados se compararon bien con el uso de litio en polvo en el desviador de carbono en experimentos EAST anteriores. en investigaciones anteriores de Experimentos de toro esférico nacional (NSTX) en PPPL, y en la Instalación Nacional de Fusión DIII-D que General Atomics opera para el DOE en San Diego, indicando una compatibilidad básica entre tungsteno y litio. Dicha compatibilidad será necesaria para futuros diseños de plantas de energía que consideren al tungsteno como el sustrato de los componentes de revestimiento de plasma de litio líquido.
• El uso del inyector de gránulos de litio mostró que existe un umbral para el tamaño mínimo de los gránulos que son lo suficientemente grandes como para activar los ELM, un procedimiento alternativo que hace que las inestabilidades sean más pequeñas. más frecuentes y menos perjudiciales para los componentes que se enfrentan al plasma. El umbral observado mostró similitudes con el tamaño mínimo de los gránulos desencadenantes de ELM en experimentos recientes de DIII-D.
• El uso de un dispositivo FLiLi de segunda generación redujo drásticamente la cantidad de deuterio en el borde del plasma que se recicla de nuevo al núcleo del plasma y lo enfría durante los experimentos de alto confinamiento. La pérdida de calor causada por el reciclaje puede detener las reacciones de fusión. El dispositivo FLiLi se insertó en el plano medio exterior del dispositivo EAST. Imágenes de cámara rápida de experimentos EAST, realizado con y sin inserción de limitador, mostró un reciclaje de litio potencialmente dañino sin el limitador, en comparación con el litio neutro e ionizado con el limitador en su lugar. Además, Los investigadores observaron por primera vez varias fases mejoradas de confinamiento de energía con el uso de FLiLi.