Dos problemas principales que enfrenta la energía de fusión por confinamiento magnético son permitir que las paredes de los dispositivos que albergan las reacciones de fusión sobrevivan al bombardeo de partículas energéticas y mejorar el confinamiento del plasma requerido para las reacciones. En el Departamento de Energía de Princeton Plasma del Departamento de Energía de EE. UU. DOEEn el Laboratorio de Física PPPL, los investigadores descubrieron que recubrir las paredes de tokamak con litio, un metal plateado ligero, puede conducir al progreso en ambos frentes.
Experimentos recientes en el Experimento Tokamak de litio LTX, la primera instalación que rodea completamente el plasma con litio líquido, mostraron que los recubrimientos de litio pueden producir temperaturas que permanecen constantes desde el núcleo central caliente del plasma hasta el exterior normalmente frío.Los hallazgos confirmaron las predicciones de que las temperaturas altas del borde y los perfiles de temperatura constantes o casi constantes serían el resultado de la capacidad del litio para evitar que las partículas de plasma perdidas pateen, o reciclen, el gas frío de las paredes de un tokamak de vuelta al borde deel plasma
Cerca de 100 millones de grados Celsius
Los dispositivos Fusion operarán cerca de 100 millones de grados Celsius, más caliente que el núcleo del sol de 15 millones de grados. El borde del plasma, a solo unos metros del núcleo de 100 millones de grados, normalmente será unos pocos miles relativamente fríosgrados, como el gas ionizado, o plasma, dentro de una bombilla fluorescente. "Esta es la primera vez que alguien ha demostrado experimentalmente que el borde del plasma puede permanecer caliente debido a la reducción del reciclaje", dijo el físico Dennis Boyle, líderautor de un artículo publicado en línea el 5 de julio en la revista Cartas de revisión física . El apoyo para este trabajo proviene de la Oficina de Ciencia del DOE.
Un borde más caliente puede mejorar el rendimiento del plasma de muchas maneras. Evitar que el gas reciclado enfríe el borde reduce la cantidad de calentamiento externo que debe aplicarse para mantener el plasma lo suficientemente caliente como para que se produzca la fusión, haciendo que el reactor sea más eficiente ".el borde está caliente, expande el volumen de plasma disponible para la fusión ", dijo Boyle," y la falta de un gradiente de temperatura evita inestabilidades que reducen el confinamiento del plasma ".
Los investigadores realizaron este conjunto de experimentos con litio sólido, explicó Boyle, pero un recubrimiento de litio líquido podría producir resultados similares. Los físicos han usado durante mucho tiempo ambas formas de litio para recubrir las paredes de LTX. Dado que el flujo de litio líquido podría absorber partículas calientes, perono se desgastaría ni agrietaría al ser golpeado por ellos, también reduciría el daño a las paredes de tokamak, otro desafío crítico para la fusión.
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Los físicos realizaron la investigación reciente antes de una actualización del LTX, que actualmente está en progreso. La actualización agregará un inyector de haz neutro que alimentará el núcleo del plasma y suministrará más calor y densidad de plasma para probar si el litio aún puedemantenga la temperatura constante en condiciones más cercanas a un reactor de fusión real.
El logro de perfiles de temperatura constante ha sido un objetivo principal de LTX. Alcanzar ese objetivo "da evidencia de un nuevo régimen de plasma de alto rendimiento para dispositivos de fusión", escribieron los autores. El siguiente paso será ver si dicho régimenpuede ser alcanzado
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Original escrito por John Greenwald. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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