Los físicos están trabajando para desarrollar un dispositivo de fusión tokamak único llamado 'SPARC'.
El Laboratorio de Física del Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de EE. UU. DOE está colaborando con la industria privada en la investigación de fusión de vanguardia destinada a lograr energía de fusión comercial. Este trabajo, habilitado a través de un programa de subvenciones del DOE público-privado, respalda los esfuerzospara desarrollar plasmas de grado de fusión de alto rendimiento. En uno de esos proyectos, PPPL está trabajando en coordinación con el Plasma Science and Fusion Center PSFC del MIT y Commonwealth Fusion Systems, una empresa emergente derivada del MIT que está desarrollando un dispositivo de fusión tokamak llamado "SPARC. "
El objetivo del proyecto es predecir la fuga de partículas "alfa" rápidas producidas durante las reacciones de fusión en SPARC, dado el tamaño y las posibles desalineaciones de los imanes superconductores que confinan el plasma. Estas partículas pueden crear uno "plasma ardiente" que alimenta reacciones de fusión. El desarrollo de plasma ardiente es un objetivo científico importante para la investigación de la energía de fusión. Sin embargo, la fuga de partículas alfa podría ralentizar o detener la producción de energía de fusión y dañar el interior de la instalación SPARC.
Nuevos imanes superconductores
Las características clave de la máquina SPARC incluyen su tamaño compacto y poderosos campos magnéticos habilitados por la capacidad de los nuevos imanes superconductores para operar en campos y tensiones más altos que los imanes superconductores existentes. Estas características permitirán el diseño y la construcción de fusiones más pequeñas y menos costosasinstalaciones, como se describe en publicaciones recientes del equipo de SPARC, asumiendo que las partículas alfa rápidas creadas en las reacciones de fusión se pueden contener el tiempo suficiente para mantener el plasma caliente.
"Nuestra investigación indica que pueden ser", dijo el físico de PPPL Gerrit Kramer, que participa en el proyecto a través del programa Red de Innovación para la Energía de Fusión INFUSE del DOE. El programa de dos años, al que presta servicios el físico de PPPL Ahmed Diallocomo subdirector, tiene como objetivo acelerar el desarrollo del sector privado de la energía de fusión a través de asociaciones con laboratorios nacionales.
bien confinado
"Descubrimos que las partículas alfa están bien confinadas en el diseño SPARC", dijo Kramer, coautor de un artículo en Revista de física del plasma que informa los hallazgos. Trabajó en estrecha colaboración con el autor principal, Steven Scott, consultor de Commonwealth Fusion Systems y antiguo físico de PPPL.
Kramer usó el código de computadora SPIRAL desarrollado en PPPL para verificar el confinamiento de partículas. "El código, que simula el patrón ondulado, u ondulaciones, en un campo magnético que podría permitir el escape de partículas rápidas, mostró buen confinamiento y ausencia de daño.a los muros SPARC ", dijo Kramer. Además, agregó," el código SPIRAL concuerda bien con el código ASCOT de Finlandia. Si bien los dos códigos son completamente diferentes, los resultados fueron similares ".
Los hallazgos alegraron a Scott. "Es gratificante ver la validación computacional de nuestra comprensión de las pérdidas inducidas por ondas", dijo, "desde que estudié el tema experimentalmente a principios de la década de 1980 para mi tesis doctoral".
Las reacciones de fusión combinan elementos ligeros en forma de plasma, el estado caliente y cargado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos, o iones, que comprende el 99 por ciento del universo visible, para generar cantidades masivas de energía. Científicosen todo el mundo buscan crear la fusión como una fuente de energía virtualmente ilimitada para generar electricidad.
Guía clave
Kramer y sus colegas señalaron que la desalineación de los imanes SPARC aumentará las pérdidas inducidas por la ondulación de las partículas de fusión, lo que provocará un aumento de la potencia que golpea las paredes. Sus cálculos deben proporcionar una guía clave para el equipo de ingeniería de SPARC sobre qué tan bien deben alinearse los imanes paraevitar la pérdida excesiva de energía y el daño de la pared. Los imanes correctamente alineados permitirán realizar estudios del autocalentamiento del plasma por primera vez y desarrollar técnicas mejoradas para el control del plasma en futuras plantas de energía de fusión.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio de Física del Plasma de Princeton . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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