Los físicos del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE han descubierto información valiosa sobre cómo fluye el gas cargado eléctricamente conocido como "plasma" en el borde dentro de los dispositivos de fusión en forma de rosquilla llamados "tokamaks".marca una señal alentadora para el desarrollo de máquinas para producir energía de fusión para generar electricidad sin crear residuos peligrosos a largo plazo.
El resultado corrobora parcialmente los hallazgos anteriores de PPPL de que el ancho del escape de calor producido por las reacciones de fusión podría ser seis veces más ancho y, por lo tanto, menos estrecho, concentrado y perjudicial de lo que se pensaba ". Estos hallazgos son buenas noticias para ITER,"dijo el físico PPPL CS Chang, autor principal de una descripción de la investigación en Física de plasma , refiriéndose al experimento internacional de fusión en construcción en Francia. "Los resultados muestran que el escape de calor en ITER tendrá una menor posibilidad de dañar la máquina", dijo Chang.
Fusion, el poder que impulsa el sol y las estrellas, es la fusión de elementos de luz en forma de plasma, el estado caliente y cargado de materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos, que produce energía. Científicos de todo el mundobuscan replicar la fusión en la Tierra para un suministro de energía prácticamente inagotable para generar electricidad.
El plasma supercaliente dentro de los tokamaks, que puede alcanzar cientos de millones de grados, está confinado por campos magnéticos que mantienen el plasma alejado de las paredes de las máquinas. Sin embargo, las partículas y el calor pueden escapar de los campos de confinamiento en la "matriz separada magnética"- el límite entre los plasmas magnéticamente confinados y no confinados. En este límite, las líneas de campo se cruzan en el llamado punto X, el punto donde el calor residual y las partículas escapan y golpean un objetivo llamado "placa de desviación".
Los nuevos hallazgos revelan el sorprendente efecto del punto X en el escape al mostrar que se produce una protuberancia de carga eléctrica en forma de colina en el punto X. Esta colina eléctrica hace que el plasma circule a su alrededor, evitando que las partículas de plasma viajenentre las áreas aguas arriba y aguas abajo de las líneas de campo en un camino recto. En cambio, como los autos que maniobran alrededor de un sitio de construcción, las partículas de plasma cargadas se desvían alrededor de la colina.
Los investigadores produjeron estos hallazgos con XGC, un código informático avanzado desarrollado con colaboradores externos en PPPL que modela el plasma como una colección de partículas individuales en lugar de como un solo fluido. El modelo, que mostró que la conexión entre el plasma aguas arriba ubicadopor encima del punto X y el plasma aguas abajo por debajo del punto X formado de una manera no prevista por códigos más simples, podría conducir a predicciones más precisas sobre el escape y hacer que las futuras instalaciones a gran escala sean menos vulnerables al daño interno.
"Este resultado muestra que el modelo anterior de las líneas de campo que involucran tubos de flujo está incompleto", dijo Chang - refiriéndose a las áreas tubulares que rodean las regiones de flujo magnético - "y que la comprensión actual de la interacción entre el flujo ascendente ylos plasmas descendentes no son correctos. Nuestro siguiente paso es descubrir una relación más precisa entre los plasmas ascendentes y descendentes utilizando un código como el nuestro. Ese conocimiento nos ayudará a desarrollar ecuaciones más precisas y modelos reducidos mejorados, que de hecho ya están en progreso"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Princeton Plasma Physics Laboratory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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