Los científicos han descubierto un método alternativo para medir la estabilidad del plasma de fusión, una tarea crítica para los investigadores que buscan llevar la fusión que alimenta el sol a la Tierra.
Los científicos que buscan traer a la Tierra la fusión que alimenta el sol y las estrellas deben controlar el plasma caliente y cargado, el estado de la materia compuesta de electrones flotantes y núcleos atómicos o iones, que alimenta las reacciones de fusión. Para los científicosquienes confinan el plasma en campos magnéticos, una tarea clave requiere mapear la forma de los campos, un proceso conocido como medición del equilibrio o estabilidad del plasma. En el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE, los investigadores han propuesto una nueva técnica de medición para evitar los problemas esperados al mapear los campos en tokamaks o dispositivos de fusión magnética futuros grandes y poderosos, que albergan las reacciones.
bombardeos de neutrones
Tales tokamaks, incluido ITER, el gran experimento internacional en construcción en Francia, producirá bombardeos de neutrones que podrían dañar los diagnósticos interiores que ahora se utilizan para mapear los campos en las instalaciones actuales. Por lo tanto, PPPL propone el uso de un sistema de diagnóstico alternativo que podría operaren ambientes de alto neutrón.
El sistema, un tipo de diagnóstico de plasma llamado "Emisión de ciclotrón de electrones ECE", mide la temperatura de los electrones que circulan alrededor de las líneas de campo. "Al usar un sistema ECE, podemos aprender sobre la temperatura del plasma y las fluctuaciones enel plasma ", dijo Andrew" Oak "Nelson, un estudiante graduado en física de plasma en PPPL y primer autor de un documento de Física de plasma y Fusión controlada que informa sobre la investigación." Este método propuesto podría convertirse en una herramienta de mapeo independiente ousado con herramientas existentes "
El método combina datos de ECE con una imagen de cámara rápida utilizada para medir el límite del plasma. La combinación proporciona "diagnósticos que pueden diseñarse sólidamente en entornos de alto neutrón", según el documento. El proceso funciona de la siguiente manera:
Revertir un proceso
Esta técnica, que los investigadores probaron en una descarga simulada del National Spherical Torus Experiment NSTX en PPPL antes de su actualización, invierte un proceso que normalmente se usa en la investigación de fusión. "La gente generalmente obtiene el perfil q del equilibrio".dijo Nelson, "pero nuestro artículo muestra que también se puede obtener el equilibrio al conocer el perfil q".
Trabajando en estrecha colaboración con Nelson fue su asesor, el físico PPPL Egemen Kolemen, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Princeton. "Oak es un estudiante extremadamente talentoso", dijo Kolemen. "El método que desarrolló permite la construcción del estadodel plasma de fusión utilizando solo un único diagnóstico, ECE. Esto será útil para muchos tokamaks, incluido ITER, porque combinar muchos diagnósticos diferentes es problemático y propenso a errores ".
Los investigadores ahora planean probar la técnica ECE en una amplia variedad de descargas de plasma. Una técnica probada y completamente desarrollada podría proporcionar un sistema valioso para mapear los campos magnéticos cruciales en ITER y tokamaks de próxima generación.
El apoyo para este trabajo proviene de la Oficina de Ciencia del DOE. Los coautores del artículo incluyen a Max Austin de la Universidad de Texas en Austin.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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