Dos problemas importantes a los que se enfrenta la energía de fusión de confinamiento magnético son permitir que las paredes de los dispositivos que albergan las reacciones de fusión sobrevivan al bombardeo de partículas energéticas. y mejorar el confinamiento del plasma requerido para las reacciones. En el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), Los investigadores han descubierto que recubrir las paredes de tokamak con litio, una luz, metal plateado:puede conducir al progreso en ambos frentes.

Experimentos recientes en el Experimento Lithium Tokamak (LTX), la primera instalación para rodear completamente el plasma con litio líquido, demostró que los recubrimientos de litio pueden producir temperaturas que se mantienen constantes desde el núcleo central caliente del plasma hasta el borde exterior normalmente frío. Los hallazgos confirmaron las predicciones de que las altas temperaturas del borde y los perfiles de temperatura constantes o casi constantes resultarían de la capacidad del litio para evitar que las partículas de plasma dispersas pateen o reciclen el gas frío de las paredes de un tokamak hacia el borde del plasma.

Cerca de 100 millones de grados Celsius

Los dispositivos Fusion funcionarán a cerca de 100 millones de grados Celsius, más caliente que el núcleo de 15 millones de grados del sol. El borde del plasma a solo unos metros del núcleo de 100 millones de grados, normalmente serán unos pocos miles de grados relativamente fríos, como el gas ionizado, o plasma, dentro de una bombilla fluorescente. "Esta es la primera vez que alguien ha demostrado experimentalmente que el borde del plasma puede permanecer caliente debido al reciclaje reducido, "dijo el físico Dennis Boyle, autor principal de un artículo publicado en línea el 5 de julio en la revista Cartas de revisión física . El apoyo para este trabajo proviene de la Oficina de Ciencias del DOE.

Un borde más caliente puede mejorar el rendimiento del plasma de muchas formas. Evitar que el gas reciclado enfríe el borde reduce la cantidad de calentamiento externo que debe aplicarse para mantener el plasma lo suficientemente caliente como para que se produzca la fusión. haciendo un reactor más eficiente. "Si el borde está caliente, expande el volumen de plasma disponible para la fusión, "Boyle dijo, "y la falta de un gradiente de temperatura evita inestabilidades que reducen el confinamiento del plasma".

Los investigadores realizaron este conjunto de experimentos con litio sólido, Boyle explicó, pero una capa de litio líquido podría producir resultados similares. Los físicos han utilizado durante mucho tiempo ambas formas de litio para revestir las paredes de LTX. Dado que el litio líquido que fluye podría absorber partículas calientes pero no se desgastaría ni se agrietaría al golpearlas, también reduciría el daño a las paredes de tokamak, otro desafío crítico para la fusión.

Actualizar siguiente

Los físicos realizaron la investigación reciente antes de una actualización del LTX, que actualmente está en curso. La actualización agregará un inyector de haz neutro que alimentará el núcleo del plasma y proporcionará más calor y densidad de plasma para probar si el litio aún puede mantener la temperatura constante en condiciones más cercanas a las de un reactor de fusión real.

Lograr perfiles de temperatura constantes ha sido uno de los principales objetivos de LTX. Alcanzar ese objetivo "da evidencia de una nueva, régimen de plasma potencialmente de alto rendimiento para dispositivos de fusión, "escribieron los autores. El próximo paso será ver si se puede lograr tal régimen.