Fusion combina elementos de luz en forma de plasma - "el estado caliente y cargado de materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos -" para generar cantidades masivas de energía. Una de las formas en que los científicos ayudan a calentar el plasma es medianteinyectando haces de partículas energéticas en tokamaks para proporcionar suficiente energía para que las partículas de plasma superen la repulsión mutua y se fusionen. Sin embargo, las partículas inyectadas también pueden producir ondas que hacen que la energía del plasma se filtre fuera de los campos magnéticos que lo confinan, enfriando el plasma.y ayudando a apagar las reacciones de fusión. Por lo tanto, es beneficioso para el desarrollo de la energía de fusión suprimir estas ondas.
Investigadores del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL han desarrollado nuevas herramientas matemáticas para pronosticar cuándo estarán presentes las ondas y podrían enfriar el plasma. Es importante destacar que las expresiones matemáticas predicen que un segundo haz inyectado en un ángulo diferente del haz originalsuprimirá el efecto no deseado de las ondas, proporcionando nuevos métodos para mantener el confinamiento del plasma. Tal segundo haz se ha instalado en el National Spherical Torus Experiment-Upgrade NSTX-U en PPPL.
Los físicos de PPPL realizaron simulaciones por computadora detalladas para modelar los experimentos en los que se observaron las ondas. Los resultados coincidieron con los datos de los experimentos del predecesor del NSTX-U.
"Estos resultados no solo explican las observaciones de las ondas en experimentos anteriores, sino que también indican cómo evitar el impacto negativo de las ondas utilizando diferentes mezclas de los dos haces en NSTX-U que inyectan partículas energéticas en diferentes ángulos", dice JeffLestz, un estudiante graduado que trabaja en el proyecto en PPPL.
Los científicos de PPPL ahora planean comparar sus predicciones con otros experimentos de fusión en tokamaks como el DIII-D National Fusion Facility, en el que los haces se instalan en diferentes orientaciones y ángulos de inyección. Sin esta comprensión detallada, los científicos no pueden predecir de manera confiable cómoefectivamente calienta plasma, afectando el diseño de instalaciones de fusión y potencialmente limitando el rendimiento de fusión en dispositivos de fusión tokamak.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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