Un trago de cóctel químico helado: esa es la solución prometedora para controlar los plasmas calientes en dispositivos de fusión, dicen los investigadores.
Experimentos recientes realizados en la Instalación Nacional de Fusión DIII-D en General Atomics GA son prometedores en un enfoque innovador para controlar los puntos calientes no deseados dentro de los dispositivos, llamados tokamaks, que contienen plasma de fusión que produce energía a temperaturas más altas que las del Sol.núcleo.
A veces, los investigadores necesitan enfriar el plasma caliente muy rápidamente, explica el físico de GA Nicholas W. Eidietis sobre los experimentos recientes con inyección de gránulos de hielo, "pero enfriar el plasma demasiado o muy poco causará problemas. Estos experimentos muestran que tenemos control sobreel apagado de plasma "
El Dr. Eidietis junto con un equipo dirigido por el Dr. Daisuke Shiraki del Laboratorio Nacional Oak Ridge han "enfriado" los puntos calientes no deseados dentro del recipiente de fusión al inyectar gránulos de neón y deuterio congelados directamente en el plasma caliente.
Mientras él llama al tokamak un prometedor diseño de reactor de fusión para desarrollar energía de fusión, un desafío significativo son los eventos no deseados llamados "interrupciones". Las interrupciones ocurren cuando la energía térmica y magnética en el plasma se pierde rápidamente en unas pocas milésimas de segundo.provocar cargas de calor muy grandes y fuerzas mecánicas en las paredes que rodean el plasma, lo que podría dañar el reactor.
Un enfoque prometedor para mitigar los efectos dañinos de las interrupciones es la inyección rápida a la velocidad de una bala de una gran bola de hielo en el plasma caliente. La bola se rompe antes de entrar al tokamak, evitando la posibilidad de una "bala" heladadañando la pared del vaso, un proceso que le da nombre a la técnica, Inyección de pellets rotos SPI.
Los fragmentos de gránulos hacen que el plasma irradie su energía uniformemente como luz, reduciendo el calentamiento localizado de la pared de tokamak y las fuerzas mecánicas ejercidas en la máquina. Esta técnica, desarrollada por investigadores de Oak Ridge, ha sido demostrada en DIII-D porun equipo de científicos de GA, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, la Universidad de California, San Diego y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
Avances recientes en SPI, presentado en la 57ª Reunión Anual de la División de Física de Plasma de la American Physical Society, en Savannah, Georgia, utiliza gránulos congelados compuestos de neón y deuterio un isótopo de hidrógeno. Esto permite a los investigadores controlar varios aspectosde la interrupción al variar la mezcla de "cóctel helado" de pellets. Esto será importante en futuros grandes tokamaks como ITER, ahora en construcción en Francia por una asociación científica sin precedentes que involucra a 35 naciones.
Las técnicas demostradas en este trabajo proporcionan un medio simple para controlar las características de interrupción ajustando la mezcla de gases enfriados para formar el gránulo de hielo. La cantidad de neón en la mezcla de gránulos varía entre tres interrupciones diferentes, lo que resulta en diferencias significativas en elcargas concentradas de calor transmitidas a la pared de la máquina. También se encuentra que otras propiedades de la interrupción, como la disminución de la corriente de plasma y el flujo de las corrientes de halo, varían significativamente según la elección de la mezcla de gránulos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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