ستيلاراتور
التاريخ > الأجهزة القديمة

بتمويل من AEC ، بدأ سبيتزر العمل بدعوة [جيمس فان ألن] للانضمام إلى المجموعة وإعداد برنامج تجريبي. اقترح «ألن» البدء بجهاز «منضدي» صغير. أدى ذلك إلى تصميم النموذج A ، والذي بدأ البناء فيه في عام 1952. كان مصنوعا من 5 سنتيمتر (2.0 بوصة) أنابيب بيركس حوالي 350 سـم (11.5 قدم) في الطول الإجمالي، والمغناطيسات قادرة بشدة حوالي 1000 جاوس.  بدأت الآلة عملياتها في أوائل عام 1953 وأظهرت بشكل واضح حبسًا محسنًا على الحلقة البسيطة.
أدى ذلك إلى بناء النموذج B ، والذي كان يعاني من مشكلة أن المغناطيسات لم تكن مثبتة جيدًا وتميل إلى التحرك عند تشغيلها بأقصى طاقتها البالغة 50.000 جاوس (وحدة). فشل التصميم الثاني أيضًا للسبب نفسه، لكن هذه الآلة أظهرت عدة مئات من الكيلوفولت من الأشعة السينية التي تشير إلى حبس جيد للبلازما. أدت الدروس المستفادة من هذين التصميمين إلى B-1، الذي استخدم التسخين الأومي (انظر أدناه) للوصول إلى درجات حرارة البلازما حوالي 100.000 درجة مئوية.  أظهر هذا الجهاز أن الشوائب في البلازما تسبب انبعاثات كبيرة من الأشعة السينية التي تبرد البلازما بسرعة. وفي عام 1956، أعيد بناء B-1 بنظام تفريغ فائق السرعة لتقليل الشوائب، لكن وٌجد أنه حتى بكميات أقل لا تزال مشكلة خطيرة. هناك تأثير آخر تم ملاحظته في B-1 وهو أنه أثناء عملية التسخين، ستبقى الجسيمات محصورة فقط لأعشار قليلة من الملي ثانية، بينما بمجرد إيقاف الحقل، تظل أي جسيمات متبقية محصورة لمدة تصل إلى 10 ملي ثانية. يبدو أن هذا يرجع إلى «تأثيرات متبادلة» داخل البلازما.
وفي الوقت نفسه، تم بناء آلة ثانية تعرف باسم B-2. كان هذا مشابهًا لآلة B-1 ولكنها تستخدم الطاقة النبضية للسماح لها بالوصول إلى طاقة مغناطيسية أعلى، وشمل نظام تسخين ثانٍ يُعرف باسم الضخ المغناطيسي. تم تعديل هذه الآلة أيضًا بإضافة نظام فراغ فائق. لسوء الحظ أظهر B-2 تسخينًا ضئيلًا من الضخ المغناطيسي، وهو ما لم يكن غير متوقع تمامًا لأن هذه الآلية تتطلب أوقات حبس أطول، وهذا لم يتحقق. نظرًا لأنه يبدو أنه لا يمكن تعلم الكثير من هذا النظام بشكله الحالي، فقد تم إرساله في عام 1958 إلى معرض الذرة من أجل السلام في جنيف.  ومع ذلك، عندما تم تعديل نظام التسخين، زاد الاقتران بشكل كبير، مما يدل على درجات حرارة داخل قسم التسخين تصل إلى 1,000 إلكترون فولت (160 آجول) .
تم بناء جهازين إضافيين لدراسة العملية النبضية. تم الانتهاء من B-64 في عام 1955، وهي في الأساس نسخة أكبر من آلة B-1 ولكنها مدعومة بنبضات تيار تنتج ما يصل إلى 15.000 جاوس. تضمنت هذه الآلة محولًا يزيل الشوائب من البلازما، مما يقلل بشكل كبير من تأثير التبريد بأشعة x-ray التي شوهدت في الأجهزة السابقة. تضمن B-64 مقاطع مستقيمة في الأطراف المنحنية مما يعطيها مظهرًا مربعًا. أدى هذا المظهر إلى اسمها، كان «شكل 8 مربع»، أو 8 تربيع، أو 64. أدى ذلك إلى إجراء تجارب في عام 1956 حيث تم إعادة تجميع الجهاز دون الالتواء في الأنابيب، مما سمح للجسيمات بالحركة دون دوران.
ثم تم بناء B-65، الذي تم الانتهاء منه في عام 1957، باستخدام تخطيط «مضمار السباق» الجديد. كان هذا نتيجة للملاحظة أن إضافة ملفات حلزونية إلى الأجزاء المنحنية من الجهاز أنتجت حقلاً يقدم الدوران من خلال الحقول المغناطيسية الناتجة تمامًا. كان لهذا ميزة إضافية تتمثل في أن المجال المغناطيسي يشمل القص ، والذي كان معروفًا بتحسين الاستقرار.  كانت B-3، التي اكتملت أيضًا في عام 1957، عبارة عن آلة B-2 مكبرة بشكل كبير مع فراغ فائق وحصر نبضي يصل إلى 5.0000 جاوس وأزمنة الحبس المتوقعة تصل إلى 0.01 ثانية. كانت آخر آلات B-series هي B-66، التي اكتملت في عام 1958، والتي كانت في الأساس مزيجًا من تصميم مضمار السباق من B-65 مع الحجم الأكبر والطاقة من B-3.
لسوء الحظ أظهرت كل هذه الآلات الأكبر حجمًا مشكلة أصبحت تُعرف باسم «ضخ خارج». تسبب هذا التأثير في معدلات انجراف البلازما التي لم تكن أعلى فقط من النظرية الكلاسيكية المقترحة ولكن أيضًا أعلى بكثير من معدلات Bohm. كان معدل الانجراف لـ B-3 ثلاثة أضعاف معدل تنبؤات «بوم»، وفشل في الحفاظ على حبس البلازما لأكثر من بضع عشرات من الميكروثانية.