Para crear un práctico reactor de energía de fusión, los investigadores necesitan controlar partículas conocidas como iones rápidos. Estos iones rápidos, que son átomos de hidrógeno cargados eléctricamente, proporcionan gran parte de la capacidad de autocalentamiento del reactor cuando chocan con otros iones. PeroTambién pueden escapar rápidamente de los poderosos campos magnéticos utilizados para confinarlos y sobrecalentar las paredes del recipiente de contención, causando daños.
Un equipo de la DIII-D National Fusion Facility recientemente adoptó un enfoque diferente para estudiar estas partículas difíciles de medir. La investigación mostró resultados prometedores que no solo han arrojado información sobre la física de las partículas en sí, sino que también puedenconducen a formas nuevas y confiables de monitorear y administrar qué tan rápido los iones están contenidos en futuros reactores.
"Este es realmente un momento emocionante para trabajar en este tipo de desafíos en la energía de fusión", dijo la investigadora de DIII-D Kathreen Thome. "La comunidad global de fusión está acelerando el camino hacia la producción de energía, y cada poco deinformación adicional que podemos generar sobre estos problemas nos acerca a ese destino "
Parte del desafío de la investigación para medir los iones rápidos radica en el entorno hostil en el corazón de un tokamak, un tipo de reactor de fusión. Los sensores delicados utilizados en los tokamaks de investigación de hoy simplemente se destruirían en futuros reactores de fusión, que tendrán muchomayor potencia. El equipo DIII-D utilizó un sensor magnético resistente y una informática de alto rendimiento para capturar e interpretar un pequeño movimiento creado en el campo magnético del dispositivo por estas partículas rápidas. Esta fluctuación del campo magnético proporciona información sobre las propiedades y el comportamiento de los velocesiones y cómo interactúan con las ondas de plasma.
El siguiente paso para la comunidad de fusión será utilizar los datos generados para expandir las capacidades de los modelos de computadora que interpretan el comportamiento de los iones rápidos basados en estos movimientos. Una vez que los modelos se vuelven más efectivos, se pueden combinar con el robusto imán magnéticosensores en futuros reactores de alta potencia para proporcionar control en tiempo real de las condiciones que afectan a los iones rápidos. Si se puede establecer ese circuito de retroalimentación, los iones rápidos no solo podrían evitar dañar las paredes del tokamak, sino que podrían usarse para calentar elplasma más eficientemente.
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Materiales proporcionado por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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