Al disparar gránulos de deuterio congelado (un isótopo del hidrógeno) en un reactor de fusión, Los científicos de la Instalación Nacional de Fusión DIII-D en San Diego han podido controlar las inestabilidades en el campo magnético que mantiene unido el plasma de fusión. Los gráficos de la derecha ilustran el historial de tiempo medido de la magnitud de la isla magnética y las simulaciones de turbulencia dentro de la isla antes y después de una inyección de gránulos. Crédito:Imagen compuesta del autor; Gráficos cortesía de General Atomics y Oak Ridge National Laboratory.
La fusión es un proceso sin carbono para la producción de energía, donde los átomos más ligeros se fusionan en otros más pesados. Los reactores de fusión funcionan confinando una "sopa" de partículas cargadas, conocido como plasma, dentro de poderosos campos magnéticos. Pero estos campos magnéticos deben contener el plasma el tiempo suficiente para que pueda calentarse a temperaturas extremas, más calientes que el sol, donde pueden ocurrir reacciones de fusión.
Pero como un globo que contiene aire los campos magnéticos pueden tener fugas, permitiendo que la energía del plasma escape. Una forma de "fuga" es un fenómeno conocido como isla magnética. Estas son estructuras inestables dentro de los campos magnéticos que abren agujeros en el campo y liberan energía del plasma. detener la reacción de fusión. Para que las futuras plantas de energía de fusión produzcan electricidad de manera eficiente, se debe prevenir o eliminar el crecimiento de islas magnéticas. En algunos casos, las islas pueden eliminarse impulsando una corriente localizada dentro de ellas.
Recientemente, sin embargo, Los investigadores de la Instalación Nacional de Fusión DIII-D en San Diego descubrieron una nueva forma de eliminar islas. Observaron que disparar bolitas congeladas del isótopo de hidrógeno deuterio profundamente en el plasma hace que las islas magnéticas se encojan. Usando simulaciones por computadora, determinaron que la contracción probablemente fue causada por una mayor turbulencia en el plasma debido a los gránulos inyectados (Figura 1). Los cálculos teóricos muestran que las islas reducidas se pueden eliminar por completo con un 70 por ciento menos de corriente dentro de la isla de lo que normalmente se necesita sin la ayuda de la inyección de pellets.
"Este es un descubrimiento importante, ya que puede extender la solución de control de isla magnética a regímenes operativos donde otros métodos no son aplicables, "dijo el Dr. Laszlo Bardoczi, el científico de General Atomics que dirigió el esfuerzo. "Además, Puede liberar los recursos de calefacción y corriente que de otro modo serían necesarios para mantener la estabilidad magnética. Ahorrar estos recursos nos permitirá mejorar la producción neta de electricidad de un reactor, o podrían usarse para manipular aún más el plasma para lograr un mejor rendimiento. Por lo tanto, el enfoque puede ofrecer beneficios sustanciales para los futuros reactores ".
