Cuando la instalación de fusión Wendelstein 7-X W7-X de Alemania estableció recientemente un récord mundial para estellaradores, un instrumento finamente sintonizado construido y entregado por el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE demostró el logro.El registro sugiere fuertemente que el diseño del stellarator puede desarrollarse para capturar en la Tierra la fusión que impulsa el sol y las estrellas, creando "una estrella en un frasco" para generar un suministro prácticamente ilimitado de energía eléctrica.
El récord alcanzado por el W7-X, el stellarator más grande y avanzado del mundo, fue el "producto triple" más alto que jamás haya creado un stellarator. El producto combina la temperatura, la densidad y el tiempo de confinamiento del plasma de una instalación de fusión:El estado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos que alimentan las reacciones de fusión, para medir qué tan cerca puede estar el dispositivo de producir energía de fusión autosostenible el producto triple era 6 x 10 26 grados x segundo por metro cúbico: el nuevo registro de estellarador
el espectrómetro asigna la temperatura
El logro produjo temperaturas de 40 millones de grados para los iones y un tiempo de confinamiento de energía, que mide cuánto tiempo tarda la energía en filtrarse a través de los campos magnéticos confinados de 0.22 segundos. La densidad fue de 0.8 x 10 20 partículas por metro cúbico. La medición de la temperatura fue un espectrómetro de cristal de imagen de rayos X XICS construido por el físico de PPPL Novimir Pablant, ahora estacionado en W7-X, y el ingeniero Michael Mardenfeld en PPPL."El espectrómetro proporcionó la medida primaria", dijo el físico de PPPL Sam Lazerson, quien también colabora en los experimentos W7-X.
Pablant implementó el dispositivo con científicos e ingenieros del Instituto Max Planck de Física del Plasma IPP, que opera el stellarator en la ciudad del mar Báltico de Greifswald, Alemania. "Ha sido una gran experiencia trabajar en estrecha colaboración con mis colegas aquíen W7-X ", dijo Pablant." Instalar el sistema XICS fue una tarea importante y ha sido un placer trabajar con este equipo de investigación de clase mundial. Los resultados iniciales de estos plasmas de alto rendimiento son muy emocionantes, y esperamosEsperamos utilizar las mediciones de nuestro instrumento para comprender mejor las propiedades de confinamiento de W7-X, que es un experimento de fusión magnética verdaderamente único ".
Los investigadores de IPP acogieron con beneplácito los hallazgos. "Sin XICS no podríamos haber confirmado el registro", dijo Thomas Sunn Pedersen, director de física de stellarator edge y divertor en IPP. Físico concurrente Andreas Dinklage, autor principal de a Física de la naturaleza papel que confirma una característica clave del diseño físico W7-X: "El conjunto de datos XICS fue una de las entradas muy valiosas que confirmaron las predicciones físicas"
El físico de PPPL David Gates, coordinador técnico de la colaboración estadounidense en W7-X, supervisó la construcción del instrumento. "El XICS es un dispositivo increíblemente preciso capaz de medir cambios muy pequeños en la longitud de onda", dijo Gates. "Es crucialparte de nuestra colaboración y estamos muy agradecidos de tener la oportunidad de participar en estos importantes experimentos en el innovador dispositivo W7-X ".
PPPL proporciona componentes adicionales
PPPL ha diseñado y entregado componentes adicionales instalados en el W7-X. Estos incluyen un conjunto de bobinas de ajuste grandes que corrigen errores en el campo magnético que confina el plasma W7-X, y una unidad raspadora que disminuirá el calor que llega al desviadorque agota el calor residual de la instalación de fusión.
El reciente récord mundial fue el resultado de las actualizaciones que IPP realizó en el stellarator después de la fase inicial de los experimentos, que comenzó en diciembre de 2015. Las mejoras incluyeron nuevos mosaicos de grafito que permitieron temperaturas más altas y plasmas de mayor duración que produjeron los resultados.La nueva ronda de experimentos comenzará este julio utilizando la nueva unidad de raspado que PPPL entregó.
Los Stellarators, construidos por primera vez en la década de 1950 bajo el fundador de PPPL, Lyman Spitzer, pueden funcionar de manera estable o continua, con poco riesgo de las interrupciones del plasma que enfrentan las instalaciones de fusión tokamak en forma de rosquilla. Pero los tokamaks son más simples de diseñar y construire históricamente han confinado mejor el plasma, lo que explica su uso mucho más amplio en los laboratorios de fusión de todo el mundo.
Un objetivo general del W7-X es demostrar que el diseño de estellador retorcido puede confinar el plasma tan bien como los tokamaks. Cuando se combina con la capacidad de operar virtualmente libre de interrupciones, tal mejora podría hacer que los estelares sean excelentes modelos para el futuro poder de fusiónplantas
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Original escrito por John Greenwald. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :