Los investigadores de energía de fusión han descubierto que pueden extinguir y enfriar rápidamente un plasma de fusión confinado magnéticamente más caliente que el centro del sol al inyectar una gran cantidad de gas de neón para evitar daños a los dispositivos de energía de fusión cuando hay una pérdida de equilibrio del plasma.
"Tenemos que enfriar rápidamente un gas de 100 millones de grados en fusión en aproximadamente 1/1000 de segundo", dijo el científico del General Atomics Nicholas Eidietis, "Entonces, cuando tienes que cerrar un plasma de fusión tan rápido tienes que estarmuy cuidadoso de a dónde va a ir toda esa energía "
La extinción de estos fuegos de fusión convierte el calor de plasma en un intenso destello de luz. Idealmente, este intenso destello ilumina uniformemente la pared interior del dispositivo de fusión para evitar enfocar demasiada energía en cualquier lugar, donde podría causar daños. Es eldiferencia entre una bombilla de 50 vatios y un láser de 50 vatios: ambos producen la misma cantidad de energía, pero solo uno derretirá el metal y dañará el reactor de fusión. La complicada física de cómo se inyecta el gas de neón de las válvulas localizadas y se extiendedentro del plasma, cómo un plasma calienta al neón y cómo el neón arroja el calor como la luz ha sido modelado recientemente por un equipo que trabaja en el DIII-D National Fusion Facility en San Diego.
"Este modelado es esencial para ayudarnos a comprender lo que estamos viendo en los experimentos de fusión actuales para poder predecir con confianza cómo ocurrirá un enfriamiento térmico en ITER", dijo Val Izzo de la Universidad de California-San Diego UCSD, quien, junto con Eidietis, dirigió el equipo de investigadores de la UCSD y de Atomics General. Sus resultados se presentarán en la 58ª conferencia anual de la División de Física de Plasma de la Sociedad Estadounidense de Física, del 31 de octubre al 4 de noviembre.
Los modelos físicos simulan la interacción compleja del plasma de fusión y el gas de neón inyectado en el experimento DIII-D tokamak. Es muy probable que se necesite un enfriamiento rápido controlado del plasma si hay una pérdida de equilibrio causada por el crecimiento depaquetes helicoidales no deseados de campo magnético llamados islas. En los experimentos DIII-D, las islas preexistentes no parecen obstaculizar la efectividad general del enfriamiento por plasma, pero las simulaciones indican que los detalles de la posición relativa entre la isla y la ubicación de la inyección aún pueden afectarla propagación del neón. Uno de los hallazgos más importantes de las simulaciones es que la propagación del neón se acelera cuando la isla original se divide en una serie de islas más pequeñas.
En experimentos, los investigadores también mostraron que el neón se propaga de manera más uniforme cuando se introduce cerca de la parte superior del dispositivo en lugar de la parte inferior, lo que aumenta la uniformidad deseada del enfriamiento por plasma.
Estos experimentos y esfuerzos de modelado abordan un problema crítico para proteger los componentes de la máquina del daño cuando surgen inestabilidades magnéticas en futuros tokamaks grandes como ITER, que ahora se está construyendo en Francia para demostrar la viabilidad de la fusión como una nueva fuente de limpieza y prácticamenteenergía ilimitada
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Materiales proporcionados por Sociedad Estadounidense de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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