Litio, el metal plateado ligero que se utiliza en todo, desde aplicaciones farmacéuticas hasta baterías que alimentan su teléfono inteligente o automóvil eléctrico, también podría ayudar a aprovechar en la Tierra la energía de fusión que ilumina el sol y las estrellas. El litio puede mantener el calor y proteger las paredes dentro de los tokamaks en forma de rosquilla que albergan reacciones de fusión. y se utilizará para producir tritio, el isótopo de hidrógeno que se combinará con su primo deuterio para alimentar la fusión en futuros reactores.

En el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), Los investigadores han completado una actualización de tres años del Experimento de Tokamak de litio, ahora llamado Experimento Beta de Tokamak de litio (LTX-β), un dispositivo único que probará la capacidad del metal para mantener el calor y proteger las paredes del ahora. -Tokamak más poderoso.

Inyector de haz neutro

La actualización, financiado por la Oficina de Ciencias del DOE, instaló un inyector de haz neutral, en préstamo a largo plazo de Tri Alpha Energy, ahora TAE Technologies — para calentar, combustible y aumentar la densidad del plasma. Otras mejoras incluyen un aumento en el campo magnético que confina el plasma, e instalación de nuevos sistemas de litio. Las mejoras acercan las condiciones del experimento a las de un reactor de fusión, dijo Dick Majeski, investigador principal del experimento.

El dispositivo novedoso, que utiliza una capa de litio para cubrir la pared interior del pequeño tokamak, antes de la actualización se había convertido en el primero en mantener la temperatura constante desde el calor, núcleo central del plasma hasta el borde exterior normalmente frío. "La máquina ya está lista para aprovechar toda la capacidad de la actualización, "dijo Phil Efthimion, jefe de la unidad de Ciencia y Tecnología del Plasma de PPPL, que supervisa el experimento.

Fusion combina elementos ligeros en forma de plasma:el calor, estado cargado de la materia compuesta de electrones libres y núcleos atómicos, que genera cantidades masivas de energía. Los científicos buscan replicar la fusión en la Tierra para obtener un suministro de energía virtualmente inagotable para generar electricidad.

Para completar la actualización, el equipo produjo 500 kilovatios de potencia de rayo neutral mientras aumentaba la fuerza del campo magnético que confina el plasma en dos tercios, y cubrir las paredes del tokamak con un revestimiento de litio; el metal aparentemente mágico absorbe las partículas de plasma extraviadas y evita que reboten en el núcleo del plasma y lo enfríen. El equipo elevó aún más la potencia del rayo neutral a más de 600 kilovatios, aumentando la potencia de calentamiento de la máquina en un factor de 10.

¿Aún mantiene un buen confinamiento?

La siguiente prueba es si la máquina mejorada puede mantener un buen confinamiento y una temperatura constante en plasmas mucho más calientes. con campos magnéticos más fuertes. La actualización del rayo evitará que la densidad caiga y demostrará si aún se puede controlar el plasma más caliente y enérgico.

La construcción de la actualización requirió pasos que incluían la instalación de una fuente de alimentación más fuerte y un nuevo evaporador de litio y fue "una tarea difícil de lograr, "Dijo Majeski." Todos trabajaron muy duro. Recibimos mucha ayuda del equipo de ingeniería NSTX-U [Experimento Nacional de Torus Esférico-Actualización] del laboratorio ". Tom Kozub del equipo supervisó el esfuerzo de ingeniería y el físico Dennis Boyle ejecutó el dispositivo cuando cumplió con los requisitos operativos.

En el LTX-β colaboran científicos de ocho centros de investigación en todo el país:Oak Ridge y Lawrence Livermore National Laboratories; Universidad de Princeton; Universidad de California, Los Angeles; Universidad de Wisconsin-Madison; Universidad de Washington; y la Universidad de Tennessee, Knoxville.