Las gotas pueden causar estragos en el plasma requerido para las reacciones de fusión. Esta turbulencia en forma de burbuja se hincha en el borde de los plasmas de fusión y drena el calor del borde, limitando la eficiencia de las reacciones de fusión en instalaciones de fusión en forma de rosquilla llamadas "tokamaks".Investigadores del Laboratorio de Física de Plasma de Princeton PPPL del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE han descubierto ahora una sorprendente correlación de las burbujas con fluctuaciones del campo magnético que limita las reacciones de fusión que alimentan el plasma en el núcleo del dispositivo.
Nuevo aspecto de comprensión
Una mayor investigación de esta correlación y su papel en la pérdida de calor de los reactores de fusión magnética ayudará a producir en la Tierra la energía de fusión que alimenta el sol y las estrellas ". Estos resultados agregan un nuevo aspecto a nuestra comprensión del calor del borde del plasmapérdida en un tokamak ", dijo el físico Stewart Zweben, autor principal de un artículo en Física de plasma que los editores han seleccionado como artículo destacado. "Este trabajo también contribuye a nuestra comprensión de la física de los blobs, que pueden ayudar a predecir el rendimiento de los reactores de fusión tokamak".
Las reacciones de fusión combinan elementos de luz en forma de plasma, el estado caliente y cargado de la materia compuesto de electrones libres y núcleos atómicos que constituyen el 99 por ciento del universo visible, para producir cantidades masivas de energía.crear y controlar la fusión en la Tierra como fuente de energía segura, limpia y prácticamente ilimitada para generar electricidad.
Los investigadores de PPPL descubrieron el sorprendente vínculo el año pasado al volver a analizar los experimentos realizados en 2010 en el Experimento Nacional Torus Esférico NSTX de PPPL, el precursor de la Actualización Experimental Nacional Torus Esférico NSTX-U de hoy.el campo magnético, llamado actividad "magnetohidrodinámica MHD", se desarrolla en todos los tokamaks y tradicionalmente se ha visto como independientes entre sí.
Pista sorpresa
La primera pista de la correlación fue la sorprendente regularidad de la trayectoria de las burbujas grandes, que viajan aproximadamente a la velocidad de una bala de rifle, en experimentos analizados en 2015 y 2016. Estas burbujas normalmente se mueven al azar en lo que se denomina "raspado"-off layer "en el borde del plasma tokamak, pero en algunos casos todas las gotas grandes se desplazaron casi al mismo ángulo y velocidad. Además, el tiempo entre la aparición de cada gota grande en el borde del plasma fue casi siempre el mismo, prácticamentecoincidiendo con la frecuencia de actividad dominante de MHD en el borde del plasma.
Luego, los investigadores rastrearon las señales de diagnóstico de los blobs y la actividad de MHD en relación entre sí para medir lo que se llama el "coeficiente de correlación cruzada", que utilizaron para evaluar un conjunto de experimentos NSTX de 2010. Aproximadamente el 10 por ciento dese descubrió que esos experimentos muestran una correlación significativa entre las dos variables.
Luego, los científicos analizaron varias causas posibles de la correlación, pero no pudieron encontrar ninguna explicación convincente. Para comprender y controlar este fenómeno, dijo Zweben, será necesario realizar más análisis y modelado de datos, tal vez por los lectores de la Física de plasma papel
El apoyo para este trabajo proviene de la Oficina de Ciencia del DOE, con porciones de la investigación realizada bajo los auspicios del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
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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