Casi todo el mundo sabe acerca del litio, un metal ligero y plateado, que se usa en las baterías recargables. Pero ¿sabías que puede ser una parte vital de los reactores de fusión, que aprovechan la misma reacción que alimenta nuestro sol? Los reactores de fusión requieren paredes queno pulverice metales ni enfríe demasiado el plasma en el corazón de la reacción. Los investigadores demostraron que las paredes recubiertas de litio pueden manejar temperaturas superiores a 200 eV. Se espera que la entrada de litio al núcleo del reactor disminuya a medida que los bordes del plasma se calientana temperaturas relevantes para la fusión. Además, dado que el litio es el más ligero de todos los metales sólidos, si se pulverizan cantidades moderadas de litio, no afecta el rendimiento.
El enfriamiento del plasma del borde en un reactor en forma de rosquilla llamado tokamak a bajas temperaturas también enfría el núcleo, y el rendimiento del reactor se reduce. Si la pared puede tolerar un borde de plasma caliente, el rendimiento de fusión aumentará. Temperatura muy planaAhora se han logrado perfiles con un borde de plasma caliente en el Experimento Tokamak de Litio, ubicado en el Laboratorio de Física de Plasma Princeton del DOE, al agregar una pared de litio. Tal uniformidad en el perfil de temperatura radial también puede reducir significativamente los medios por los cuales se manejan las inestabilidades del plasma.y por lo tanto disminuyen las pérdidas de energía y partículas.
En tokamaks grandes con paredes de tungsteno, el plasma del borde debe enfriarse a bajas temperaturas antes de que entre en contacto con la pared. Esto reduce la pulverización de la pared por el plasma, lo que puede conducir a la introducción y acumulación de impurezas pesadas en el plasma.de un material de pared pesado, como el tungsteno, aumenta continuamente con la energía del plasma, hasta que se alcanzan energías muy altas. La diferencia de masa entre los iones de plasma de hidrógeno y los átomos de la pared es mucho menor para el litio que el tungsteno, y la pulverización de los picos de litio enenergías relativamente bajas alrededor de 200 eV.
La pulverización de litio disminuye continuamente a energías más altas, hasta temperaturas de 10 keV o más. Esto se debe a que los iones de mayor energía se "entierran" en el material de la pared de luz y transfieren poca energía a los átomos de la superficie. Además del rendimiento potencialmejoras para tokamaks, el Experimento Tokamak de litio LTX brinda la oportunidad de investigar el comportamiento de los plasmas con perfiles de temperatura plana.
Plasmas con temperatura uniforme en todas partes es decir, sin un gradiente de temperatura, se encuentran en un régimen que nunca antes se había logrado para cualquier plasma magnéticamente confinado. Este trabajo se realizó como una colaboración entre el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, con la participación de la Universidad de Plasma de WashingtonCentro de Ciencia e Innovación, y la Universidad de California, Los Ángeles.
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Materiales proporcionado por Departamento de Energía, Oficina de Ciencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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