Investigadores de la Universidad de Tohoku han descubierto un nuevo fenómeno de ondas de plasma, lo que lleva al desarrollo de una fuente de iones negativos para el calentamiento por plasma de fusión.
Dirigido por el profesor asociado K. Takahashi y el profesor A. Ando, el equipo demostró generaciones adyacentes de plasmas de alta y baja temperatura de electrones, basados en la física de ondas de plasma descubierta actualmente.
El desarrollo del sistema de calentamiento por inyección de haz neutro NBI que utiliza una fuente de iones negativos de hidrógeno / deuterio H / D es importante para un reactor de plasma de fusión, que es una de las posibles soluciones para futuros problemas de recursos energéticos.El estado de plasma a alta temperatura por encima de 1.200 millones de grados C > 10 keV debe mantenerse para mantener la reacción de fusión; el sistema NBI desempeña un papel importante en el calentamiento del plasma. Una vez que los iones negativos se producen en una fuente de plasma a baja temperatura, se extraen electrostáticamente como un haz energético. Los iones negativos se neutralizan a través de un sistema neutralizador de gases y se inyectan en el núcleo de plasma confinado magnéticamente.
Las semillas de los iones negativos son los iones o átomos positivos H / D, que pueden producirse por colisiones con electrones de alta temperatura ~ 10 eV y moléculas H / D. Por otro lado, es bien sabido que el energéticolos electrones destruyen los iones negativos. Por lo tanto, sería favorable que la región de alta temperatura de electrones para la producción de semillas exista cerca de la baja temperatura para mantener los iones negativos. Esta situación inconsistente se da cuenta en el presente experimento por el comportamiento ondulatorio recientemente descubierto.
Los investigadores encontraron que la onda de radiofrecuencia para la producción de plasma, llamada onda de helicón, se refleja por un cambio local del índice de refracción diagrama de contorno en la Fig, que se introduce por la estructura de campo magnético rápidamente doblada flechas blancas enFig. Aunque no hay un límite físico axial aguas abajo de la fuente, la onda reconoce la estructura del campo magnético doblado como el límite y se refleja allí flecha negra en la Fig..
Como resultado de la reflexión de la onda, se genera una onda estacionaria que produce los electrones de alta temperatura aguas arriba de los campos magnéticos verticales. Dado que la energía de la onda no puede ir dentro de los campos magnéticos verticales, que también juegan un papel en la separación de los altos y bajoselectrones de energía, los electrones de baja temperatura se pueden obtener aguas abajo de los campos magnéticos verticales.
El experimento acaba de comenzar y actualmente solo muestra la producción de plasma a baja temperatura; las investigaciones detalladas sobre la producción de iones negativos y la extracción del haz avanzarán más adelante. La fuente de plasma mencionada anteriormente basada en la física de las olas proporcionará varias aplicaciones paradispositivos de procesamiento de plasma, además de la aplicación a la fuente de iones negativos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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