51°39′33″N 1°13′50″O / 51.65917, -1.23056
El Tokamak esférico de megaamperios ( MAST ) fue un experimento de fusión nuclear que probaba un reactor de fusión nuclear tokamak esférico y fue encargado por EURATOM / UKAEA . El experimento MAST original se llevó a cabo en el Centro Culham para la Energía de Fusión , Oxfordshire , Inglaterra, desde diciembre de 1999 hasta septiembre de 2013. Un experimento sucesor llamado MAST Upgrade comenzó a operar en 2020. [1]
Un tokamak esférico tiene una forma más parecida a la de una manzana sin corazón que el diseño toroidal convencional con forma de rosquilla que se utiliza en experimentos como el ITER . Los tokamaks esféricos son más eficientes en el uso del campo magnético.
MAST incluía un inyector de haz neutro para calentar el plasma. Utilizaba una técnica de compresión por fusión para la formación del plasma en lugar de la inducción directa convencional. La compresión por fusión ahorra flujo de solenoide central , que luego se puede utilizar para aumentar la corriente de plasma y/o mantener la corriente requerida en posición plana.
El volumen de plasma de MAST era de unos 8 metros cúbicos y confinaba plasmas con densidades del orden de 10 20 /m 3 .
El plasma del MAST tenía un perfil exterior casi circular. Las extensiones de la parte superior e inferior son el plasma que fluye hacia los desviadores anulares , una característica clave de los diseños modernos de tokamak.
El MAST confirmó la mayor eficiencia operativa de los tokamaks esféricos, demostrando una beta alta (relación entre la presión del plasma y la presión del campo magnético de confinamiento). El MAST realizó experimentos para controlar y mitigar las inestabilidades en el borde del plasma, los llamados modos localizados en el borde o ELM.
MAST fue diseñado para confirmar los resultados del experimento anterior Small Tight Aspect Ratio Tokamak (START) (1990-1998) en un experimento más grande y diseñado específicamente para ese propósito.
La fase de diseño del MAST ocupó el período 1995-1997, comenzando la construcción en 1997 y obteniéndose el primer plasma en 1999.
Los primeros resultados del MAST demuestran que se alcanza el modo H con más facilidad y con menos energía de lo esperado con una mejora considerable en el confinamiento, un punto fundamental para cualquier escenario de producción de energía. Finalmente, se han probado con éxito diferentes escenarios para disminuir el flujo de energía en el solenoide central frente a la corriente de plasma, lo que representa otro punto fundamental para diseñar un tokamak esférico de demostración. [2]
Durante su vida útil, el MAST produjo 30.471 plasmas (en pulsos de hasta 0,5 segundos). En octubre de 2013, el reactor se apagó para su actualización a MAST Upgrade. [3]
La actualización de MAST es el experimento sucesor de MAST, también en Culham Centre. La actualización, que costó 45 millones de libras, comenzó en 2013 y se esperaba que superara significativamente la potencia de calentamiento, la corriente de plasma, el campo magnético y la duración del pulso de MAST.
La modernización del MAST comenzó a funcionar el 29 de octubre de 2020. [4]
Una de las características más notables de la actualización MAST es el desviador Super-X. El desviador elimina el exceso de calor y las impurezas del plasma. Los diseños de desviadores convencionales, a escala de planta de energía, experimentarán altas cargas de calor y necesitarán ser reemplazados regularmente. Se esperaba que el desviador Super-X produjera cargas de calor diez veces menores [5] y se ha considerado que inicialmente tuvo éxito. [6]
El diseño del Tokamak esférico para la producción de energía (STEP) de próxima generación comenzó en 2019 con una financiación gubernamental de 220 millones de libras esterlinas. El plan es que comience a funcionar en la década de 2040. [7] El plan actual no incluye una instalación de generación de tritio. [8]