La temperatura de los electrones de plasma de más de 100 millones de grados alcanzada en 2018 en EAST. Crédito:Equipo EAST
El Tokamak Superconductor Avanzado Experimental (EAST), apodado el "sol artificial chino, "logró una temperatura de electrones de más de 100 millones de grados en su plasma central durante un experimento de cuatro meses este año. Eso es aproximadamente siete veces mayor que el interior del sol, que es de unos 15 millones de grados C.
El experimento muestra que China está haciendo un progreso significativo hacia la producción de energía de fusión basada en tokamak.
El experimento fue realizado por el equipo EAST en los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China (CASHIPS) en colaboración con colegas nacionales e internacionales.
El perfil de densidad de corriente de plasma se optimizó mediante la integración y sinergia efectivas de cuatro tipos de potencia de calentamiento:calentamiento de onda híbrida inferior, calentamiento de ondas de ciclotrón de electrones, calentamiento de resonancia de ciclotrón de iones y calentamiento de iones de haz neutro.
La inyección de energía superó los 10 MW, y la energía almacenada en plasma aumentó a 300 kJ después de que los científicos optimizaran el acoplamiento de diferentes técnicas de calentamiento. El experimento utilizó control de plasma avanzado y predicción de teoría / simulación.
Los científicos llevaron a cabo experimentos sobre el equilibrio y la inestabilidad del plasma, confinamiento y transporte, interacción plasma-pared y física de partículas energéticas para demostrar la escala a largo plazo, funcionamiento en modo H en estado estable con buen control de impurezas, estabilidad de núcleo / borde MHD, y calentar el escape utilizando un desviador de tungsteno tipo ITER.
Con condiciones de funcionamiento similares a las de ITER, como el calentamiento dominante de ondas de radiofrecuencia, menor par, y un desviador de tungsteno refrigerado por agua, EAST logró un escenario de estado estable completamente no inductivo con extensión del rendimiento de fusión a alta densidad, alta temperatura y alto confinamiento.
La extensión del escenario de operación EAST en 2018, con la comparación de su factor mejorado de confinamiento energético con el escenario de línea de base del ITER. Crédito:Equipo EAST
Mientras tanto, para resolver el escape de partículas y energía, que es crucial para operaciones de estado estacionario de alto rendimiento, El equipo de EAST empleó muchas técnicas para controlar los modos localizados en los bordes y la impureza de tungsteno con paredes metálicas. junto con el control de retroalimentación activa de la carga térmica del desviador.
Los escenarios operativos que incluyen el modo H de alto rendimiento en estado estacionario y las temperaturas de los electrones por encima de los 100 millones de grados en el ESTE han hecho contribuciones únicas al ITER, el reactor de prueba de ingeniería de fusión chino (CFETR) y DEMO.
Estos resultados proporcionan datos clave para la validación del escape de calor, modelos de transporte y accionamiento actuales. También aumentan la confianza en las predicciones de rendimiento de fusión para CFETR.
En el presente, el diseño de física de CFETR se centra en la optimización de una máquina de tercera evolución con un gran radio de 7 m, radio menor a 2 m, un campo magnético toroildal de 6.5-7 Tesla y una corriente de plasma de 13 MA.
En apoyo al desarrollo de ingeniería de CFETR y la futura DEMO, un nuevo Mega Proyecto Nacional de Ciencia, el Centro de Investigación Integral, se lanzará a fines de este año.
Este nuevo proyecto impulsará el desarrollo de módulos de prueba de manta de tritio, tecnología superconductora, actuadores y fuentes de impulsión de corriente y calefacción relevantes para el reactor, y materiales desviadores.
EAST es el primer tokamak completamente superconductor con una sección transversal no circular del mundo. Fue diseñado y construido por China con un enfoque en cuestiones científicas clave relacionadas con la aplicación de la energía de fusión. Desde que comenzó a operar en 2006, EAST se ha convertido en una instalación de prueba completamente abierta donde la comunidad mundial de la fusión puede realizar operaciones de estado estacionario e investigaciones físicas relacionadas con ITER.
