La física Fatima Ebrahimi del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de EE. UU. DOE y la Universidad de Princeton ha realizado por primera vez simulaciones por computadora que indican la eficiencia de una técnica de puesta en marcha para máquinas de fusión en forma de rosquilla conocidas como tokamaks. Las simulaciones muestran que la técnica, conocida como inyección de helicidad coaxial CHI, también podría beneficiar a los tokamaks que usan imanes superconductores. La investigación fue publicada en marzo de 2016, en fusión nuclear y fue apoyado por la Oficina de Ciencias del DOE.
Los físicos están interesados en CHI porque podría producir parte de la compleja red de campos magnéticos que controla el plasma supercaliente dentro de los tokamaks. Un componente de esa red es producido por grandes imanes en forma de "D" que rodean al tokamak y pasan a través delagujero en su centro. El otro componente es producido por un electroimán central conocido como solenoide, que induce una corriente dentro del plasma que crea otro conjunto de campos magnéticos. Estos campos se combinan con los campos producidos por los imanes en forma de "D" paraformar un vórtice retorcido que evita que el plasma toque las paredes del tokamak.
Sin embargo, es posible que los tokamaks futuros, especialmente los tokamaks esféricos compactos como NSTX-U, no tengan suficiente espacio para solenoides. CHI podría ser ideal para esos tokamaks porque no requiere solenoides en absoluto. Durante CHI, las líneas de campo magnético,o bucles, se insertan en el recipiente de vacío del tokamak a través de aberturas en el piso del recipiente. Las líneas de campo luego se expanden para llenar el espacio del recipiente, como un globo que se infla con aire, hasta que los bucles se someten a un proceso conocido como reconexión magnética y se cierran de golpe.Piense en atar ese globo inflado. Las líneas de campo cerrado recién formadas luego inducen corriente en el plasma.
Al realizar simulaciones, Ebrahimi descubrió que el estrechamiento de la parte del bucle magnético que se extiende hacia el tokamak a través del piso podría causar el cierre del 70 por ciento de las líneas de campo, en comparación con el 20 al 30 por ciento sin tal estrechamiento ".tiempo, vemos un gran volumen de cierre durante las simulaciones por computadora ", dijo. El número de líneas de campo que se cierran es importante porque cuantas más líneas de campo se cierran, mayor es la corriente que fluye a través del plasma y más fuertes son los campos magnéticos que retienenel plasma en su lugar.
"Los hallazgos nos ayudan a descubrir cómo podemos obtener la máxima corriente de arranque en NSTX-U", dijo Ebrahimi. "Esa es una aplicación directa de la investigación. Pero ahora también tenemos una idea de algunos fenómenos físicos básicos: qué¿Cuál es la física detrás del proceso de reconexión? ¿Cómo se cierran realmente las líneas? "
Las simulaciones también proporcionan un impulso al avance de la energía de fusión. "¿Podemos crear y sostener una burbuja magnética lo suficientemente grande en un tokamak para soportar una fuerte corriente eléctrica sin un solenoide?", Pregunta Ebrahimi. "Los hallazgos indican que 'sí podemos hacerlo.'"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio de Física del Plasma de Princeton . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :