La física Fatima Ebrahimi del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPE del Departamento de Energía de EE. UU. DOE ha utilizado por primera vez modelos avanzados para simular con precisión las características clave del comportamiento cíclico de los modos localizados en el borde ELM, un tipo particularde inestabilidad del plasma. Los hallazgos podrían ayudar a los físicos a comprender más completamente el comportamiento del plasma, el gas caliente y cargado que alimenta las reacciones de fusión en instalaciones de fusión en forma de rosca llamadas tokamaks, y producir de manera más confiable plasmas para las reacciones de fusión. Los hallazgos también podrían proporcionar una ideaen erupciones solares, las erupciones de enormes masas de plasma desde la superficie del sol hacia el espacio.
Ebrahimi, quien informó el trabajo en mayo en un artículo titulado, "Reconexión no lineal de modos localizados en el borde en plasmas portadores de corriente" en la revista Física de plasma , logró los resultados a través de la simulación no lineal de la inestabilidad. "Esta investigación reproduce y explica el comportamiento similar a una explosión, o cuasi periódico, de ELMS", dijo Ebrahimi. "Si ocurre en grandes tokamaks en el futuro, estoslas explosiones podrían dañar algunos de los componentes internos de la máquina. Comprenderlos podría ayudar a los científicos a prevenir ese daño ".
Los ELM se producen alrededor del borde exterior de los plasmas de alto confinamiento o modo H debido a fuertes corrientes de borde. Ebrahimi utilizó un código de simulación por computadora conocido como NIMROD para mostrar cómo los ELM atraviesan un ciclo repetido en el que se forman, desarrollan,y desaparecer
El modelo demuestra que los ELM pueden formarse cuando existe un fuerte gradiente de corriente en el borde del plasma. El gradiente se desarrolla cuando el plasma se mueve repentinamente hacia arriba o hacia abajo, creando una protuberancia en la corriente y formando una lámina de corriente en el borde. Luego se forma la inestabilidad.un filamento portador de corriente que se mueve alrededor del tokamak, produciendo campos eléctricos que interfieren con las corrientes que causaron la formación de los ELM. Con las corrientes originales interrumpidas, el ELM muere. "En cierto modo", dijo Ebrahimi, "un ELM elimina supropia fuente - borra la protuberancia en la corriente del borde - por su propio movimiento "
Los hallazgos de Ebrahimi son consistentes con las observaciones del comportamiento cíclico de los ELM en tokamaks en todo el mundo. Estos incluyen Pegasus, un pequeño dispositivo esférico en la Universidad de Wisconsin; el Mega Ampere Spherical Tokamak MAST en el Reino Unido y el National SphericalTorus Experiment NSTX, la instalación principal en PPPL antes de su reciente actualización. La investigación también podría mejorar la comprensión de las erupciones solares, que están acompañadas de estructuras filamentosas similares a las producidas por los ELM. Su próximo paso consistirá en investigar el impacto de las diferencias enpresión plasmática sobre el comportamiento cíclico de los ELM.
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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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