los tokamaks en forma de rosquilla, instalaciones diseñadas para reproducir la energía de fusión que alimenta el sol y las estrellas en la Tierra, deben resistir fuerzas que pueden ser más fuertes que los huracanes creados por las interrupciones en el plasma que alimentan las reacciones de fusión. Hallazgos recientes de los físicos enEl Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE muestra que ciertas fuerzas liberadas por interrupciones actúan de manera sorprendente. Los resultados podrían permitir a los diseñadores de grandes instalaciones futuras como ITER, el tokamak internacional en construcción en Francia,mejor contener fuerzas que podrían dañar seriamente la instalación.
dos fuerzas
Causando estas fuerzas producidas por interrupciones llamadas "eventos de desplazamiento vertical" VDE son corrientes "remolinas" que giran dentro de las paredes internas de un tokamak y corrientes de "halo" que entran y salen de las paredes. Sin embargo, no importa cuán fuertes crezcan las corrientes de halo., las fuerzas totales que se estrellan contra las paredes no se vuelven más poderosas. Los resultados de las simulaciones PPPL de última generación, utilizando el código M3D-C1 insignia de PPPL, muestran que cualquier aumento en la corriente de halo se compensa inesperadamente por una reducción en elcorriente parásita: así como las pérdidas compensan las ganancias en una cuenta bancaria como si fuera un juego de suma cero.
"Lo que descubrimos fue que cambiar la corriente de halo no afecta la fuerza vertical total", dijo César Clauser, un becario de posgrado de PPPL que dirigió la investigación Fusión nuclear . "Este fue un resultado sorprendente e interesante"
Fusion combina elementos de luz en forma de plasma, el estado caliente y cargado de materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos. Los físicos buscan capturar y controlar la fusión en la Tierra para producir una fuente de energía segura, limpia y prácticamente ilimitada para generarelectricidad.
Los investigadores de PPPL intentaron comparar su modelo sofisticado con los hallazgos de los modelos simplificados que ITER usa para calcular las fuerzas disruptivas. "Una implicación a partir de nuestro estudio es que medir la corriente de halo podría ser un indicador de las fuerzas totales", dijo PPPLel físico Nate Ferraro, coautor del artículo con el físico de PPPL Stephen Jardin, "esto podría conducir a una comprensión más completa".
código PPPL avanzado
El código avanzado PPPL M3D-C1 reveló la estrecha relación entre las fuerzas de corrientes parásitas y de halo en los plasmas ITER y mostró que cambiar la corriente de halo no afectaba las fuerzas verticales totales ". Las simulaciones cubrieron una amplia gama de casos de corriente de halo desdequeríamos buscar el peor de los casos ", dijo Clauser.
Las simulaciones bidimensionales analizaron la fuerza total producida por las dos corrientes pero no la distribución de fuerzas dentro de las paredes del ITER. Los estudios tridimensionales futuros modelarán la distribución para buscar caminos para las corrientes de halo que las corrientes parásitas podrían no compensar.
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Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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