Las partículas subatómicas se mueven alrededor de las máquinas de fusión en forma de anillo conocidas como tokamaks y a veces se fusionan, liberando grandes cantidades de energía. Pero estas partículas, una sopa de electrones cargados y núcleos atómicos, o iones, conocidos colectivamente como plasma, a veces pueden filtrarsefuera de los campos magnéticos que los confinan dentro de tokamaks. La fuga enfría el plasma, reduciendo la eficiencia de las reacciones de fusión y dañando la máquina. Ahora, los físicos han confirmado que un código informático actualizado podría ayudar a predecir y, en última instancia, evitar que ocurran tales fugas..
El equipo de investigación actualizó TRANSP, el código de simulación de plasma desarrollado en el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de EE. UU. DOE y utilizado en centros de investigación de fusión en todo el mundo, mediante la instalación de un nuevo código conocido como puntapiémodelar en uno de los componentes de TRANSP. El modelo de patada, llamado así porque simula sacudidas de energía que patean las partículas dentro del plasma, permite a TRANSP simular el comportamiento de las partículas con mayor precisión que antes. Ayudado por subprogramas conocidos como NUBEAM y ORBIT queEsta versión actualizada de TRANSP podría ayudar a los físicos a comprender y predecir mejor las fugas, así como a crear soluciones de ingeniería para minimizarlas.
Fusion, el poder que impulsa el sol y las estrellas, es la fusión de elementos de luz en forma de plasma, el estado caliente y cargado de materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos, que genera cantidades masivas de energía.buscan replicar la fusión en la Tierra para un suministro de energía prácticamente inagotable para generar electricidad.
El equipo descubrió que la versión actualizada de TRANSP modeló con precisión el efecto de la inestabilidad del diente de sierra, un tipo de perturbación que afecta las reacciones de fusión, en el movimiento de partículas altamente energéticas que ayudan a causar reacciones de fusión ". Estos resultados son importantes porquepueden permitir que los físicos usen el mismo enfoque para lidiar con un amplio espectro de inestabilidades sin cambiar de un modelo a otro dependiendo del problema específico ", dijo el físico de PPPL Mario Podestà, coautor del artículo que informó los hallazgos en Fusión nuclear . Los resultados, basados en las inestabilidades del diente de sierra que ocurrieron durante la operación de la Actualización del Experimento del Toro Esférico Nacional de PPPL NSTX-U en 2016, extienden la investigación previa de PPPL para poner modelos de patada en TRANSP.
Podestà dijo que la versión actualizada de TRANSP puede simular el comportamiento plasmático de experimentos que aún no se han llevado a cabo. "Porque entendemos la física incorporada en el modelo de patada y porque ese modelo simuló con éxito los resultados de experimentos anteriores para los cuales tenemos datos, confiamos en que el modelo de patada puede modelar con precisión futuros experimentos ", dijo.
En el futuro, los investigadores quieren determinar qué sucede entre las inestabilidades para tener una idea más completa de lo que ocurre en el plasma. Mientras tanto, Podestà y los demás científicos se sienten alentados por los resultados actuales ". Ahora vemos un camino hacia adelante"para mejorar las formas en que podemos simular ciertos mecanismos que perturban las partículas de plasma", dijo Podestà. "Esto nos acerca a predicciones confiables y cuantitativas para el rendimiento de futuros reactores de fusión".
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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