1. Confinamiento magnético:
* campo toroidal: La forma principal en que se contiene el calor es a través de un fuerte campo magnético generado por potentes electroimagens envueltos alrededor del toro (cámara en forma de rosquilla). Este campo crea una jaula magnética que limita el plasma sobrecalentado, evitando que toque las paredes del reactor.
* campo poloidal: Los campos magnéticos adicionales son generados por corrientes dentro del plasma en sí, creando un campo magnético helicoidal. Este campo ayuda a estabilizar el plasma y evitar que se escape.
2. Forma de plasma:
* Drector: Un área especializada dentro de la cámara Tokamak llamada "Didertor" está diseñada para capturar y eliminar las impurezas y el calor del borde de plasma. El desviador ayuda a controlar la carga de calor en las paredes del reactor y minimizar el daño.
3. Vacío:
* Alta vacío: La cámara Tokamak se mantiene bajo un vacío muy alto. Esto minimiza el número de partículas que pueden interactuar con el plasma y perder energía, contribuyendo a una mejor contención de calor.
4. Control de plasma:
* Sistemas de control activo: Los sistemas de control sofisticados ajustan el campo magnético y otros parámetros para mantener el plasma estable y confinado. Esto incluye regular la temperatura, la densidad y la forma del plasma.
5. Aislamiento térmico:
* Buque y manta de vacío: La cámara Tokamak (recipiente de vacío) y la manta circundante están diseñadas con materiales que pueden soportar el calor intenso y la radiación. Estos componentes proporcionan aislamiento térmico, ayudando a evitar la pérdida de calor del plasma.
Desafíos:
A pesar de estos avances, existen desafíos significativos para contener calor dentro de un tokamak:
* Flujo de calor: Las temperaturas extremas y los flujos de calor en el borde de plasma pueden dañar los materiales y provocar interrupciones, una pérdida repentina de confinamiento.
* Inestabilidades de plasma: Las inestabilidades de plasma pueden surgir, interrumpiendo el confinamiento magnético y causando pérdida de calor.
* impurezas: Incluso pequeñas cantidades de impurezas de las paredes pueden enfriar significativamente el plasma, reducir la eficiencia y hacer que la contención de calor sea más difícil.
Investigación futura:
La investigación en curso se centra en mejorar la contención de calor a través de:
* Materiales avanzados: Desarrollar nuevos materiales que puedan soportar temperaturas más altas y flujos de calor.
* Configuraciones de campo magnético novedosas: Explorando diseños alternativos de campo magnético que podrían mejorar la estabilidad y el confinamiento.
* Técnicas de control de plasma: Refinar sistemas de control para minimizar las interrupciones y gestionar mejor las impurezas.
En general, la contención de calor en un reactor Tokamak es un proceso complejo y desafiante que requiere ingeniería avanzada y comprensión científica. La investigación y el desarrollo continuos son cruciales para mejorar la gestión del calor y permitir el poder de fusión sostenible.
