Un obstáculo clave que enfrentan los dispositivos de fusión llamados estellaradores, instalaciones retorcidas que buscan aprovechar en la Tierra las reacciones de fusión que alimentan el sol y las estrellas, ha sido su capacidad limitada para mantener el calor y el rendimiento del plasma que alimenta esas reacciones.Ahora, la investigación en colaboración realizada por científicos del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de EE. UU. PPPL y el Instituto Max Planck de Física de Plasma en Greifswald, Alemania, descubrió que las instalaciones de Wendelstein 7-X W7-X en Greifswald, el stellarator más grande y avanzado jamás construido, ha demostrado un paso clave para superar este problema.
Instalación de vanguardia
La instalación de vanguardia, construida y alojada en el Instituto Max Planck de Física del Plasma con PPPL como el principal colaborador de EE. UU., Está diseñada para mejorar el rendimiento y la estabilidad del plasma: el estado caliente y cargado de la materia compuesto de material libreelectrones y núcleos atómicos, o iones, que constituyen el 99 por ciento del universo visible. Las reacciones de fusión fusionan iones para liberar cantidades masivas de energía, el proceso que los científicos buscan crear y controlar en la Tierra para producir de forma segura, limpia y prácticamente ilimitada.poder para generar electricidad para toda la humanidad.
La investigación reciente sobre el W7-X tuvo como objetivo determinar si el diseño de la instalación avanzada podría moderar la fuga de calor y partículas desde el núcleo del plasma que ha retrasado durante mucho tiempo el avance de los stellarators ". Esa es una de las preguntas más importantesen el desarrollo de dispositivos de fusión de stellarator ", dijo el físico de PPPL Novimir Pablant, autor principal de un artículo que describe los resultados en Fusión nuclear .
Su trabajo valida un aspecto importante de los hallazgos. La investigación, combinada con los hallazgos de un artículo aceptado por el físico de Max Planck Sergey Bozhenkov y un artículo en revisión por el físico Craig Beidler del instituto, demuestra que el diseño avanzado de hechomoderamos la fuga ". Nuestros resultados mostraron que pudimos ver por primera vez nuestros regímenes de física específicos mucho antes de lo esperado", dijo el físico de Max Planck Andreas Dinklage. "Recuerdo mi emoción al ver los datos sin procesar de Novi en la sala de control justo después del disparo.Inmediatamente me di cuenta de que era uno de los raros momentos en la vida de un científico cuando la evidencia que mides muestra que estás siguiendo el camino correcto. Pero incluso ahora todavía hay un largo camino por recorrer ".
problema común
La fuga, llamada "transporte", es un problema común para los estellaradores y dispositivos de fusión más utilizados llamados tokamaks que tradicionalmente han afrontado mejor el problema. Dos condiciones dan lugar al transporte en estas instalaciones, que confinan el plasma en campos magnéticos.que las partículas orbitan
Estas condiciones son :
Los diseñadores del estellador W7-X buscaron reducir el transporte neoclásico moldeando cuidadosamente las complejas bobinas magnéticas tridimensionales que crean el campo magnético confinado. Para probar la efectividad del diseño, los investigadores investigaron aspectos complementarios del mismo.
Pablant descubrió que las mediciones del comportamiento del plasma en experimentos anteriores de W7-X coincidían bien con las predicciones de un código desarrollado por Matt Landreman de la Universidad de Maryland que es paralelo a los que los diseñadores usaron para dar forma a las bobinas W7-X retorcidas. Bozhenovechó un vistazo detallado a los experimentos y Beidler trazó el control de la fuga hasta el diseño avanzado del stellarator.
"Esta investigación valida las predicciones sobre qué tan bien el diseño optimizado del W7-X reduce el transporte neoclásico", dijo Pablant. En comparación, agregó, "los estelares no optimizados han tenido muy mal desempeño" para controlar el problema.
beneficio adicional
Un beneficio adicional del diseño optimizado es que revela de dónde proviene la mayor parte del transporte en el stellarator W7-X. "Esto nos permite determinar cuánto transporte turbulento está ocurriendo en el núcleo del plasma", Pablant"La investigación marca el primer paso para demostrar que los diseños de estelladores de alto rendimiento como el W-7X son una forma atractiva de producir un reactor de fusión limpio y seguro".
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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