La trampa dinámica de gas es una máquina de espejo magnético que se utiliza en el Instituto Budker de Física Nuclear en Akademgorodok , Rusia .
Especificaciones técnicas
Dimensiones
El plasma dentro de la máquina llena un cilindro de espacio, de 7 metros de largo y 28 centímetros de diámetro. [1] El campo magnético varía a lo largo de este tubo. En el centro el campo es bajo; alcanzando (como máximo) 0,35 Teslas . El campo aumenta hasta 15 Teslas en los extremos. [1] Este cambio en la fuerza es necesario para reflejar las partículas y atraparlas internamente (ver: el efecto del espejo magnético ).
Calentamiento
El plasma se calienta utilizando dos métodos, simultáneamente. El primero es la inyección de haz neutro , donde un haz de material neutro (25 keV) caliente se dispara a la máquina a una velocidad de 5 megavatios. [1] El segundo es el calentamiento por resonancia de ciclotrón electrónico, donde se utilizan ondas electromagnéticas para calentar un plasma, de manera análoga a calentarlo en microondas.
Rendimiento
En 2016, la máquina había alcanzado una beta de atrapamiento de plasma de 0,6 durante 5 milisegundos. [2] Había alcanzado una temperatura de electrones de 1 keV utilizando el método de calentamiento por resonancia de ciclotrón electrónico . Había alcanzado una densidad de iones de 1×10 20 iones /m 3 . [1] La máquina pierde material por los extremos del espejo [3] pero el material se repone a un ritmo tal que mantiene una densidad dentro de la máquina. [3]
Diagnóstico
Durante cualquier experimento, los operadores pueden elegir entre al menos 15 diagnósticos de fusión para medir el comportamiento de las máquinas: [2]
- Dispersión de Thomson
- Efecto de movimiento Stark
- Análisis de energía CX (2)
- Dispersión de iones de Rutherford
- Analizador de pérdida final de iones
- Interferómetro de microondas
- Interferómetro de dispersión
- Bucles diamagnéticos
- Sondas Langmuir
- Detectores piroeléctricos
- Sondas de RF
- Calorímetros de descarga de haz
- Detectores de electrones NBI Sec.
- Detectores de neutrones
- Detectores de protones termonucleares
Imágenes del GDT
La estructura de la trampa dinámica de gas, que muestra los imanes (en rojo) y dos métodos de calentamiento del plasma (inyección de haz neutro) y (calentamiento por resonancia de ciclotrón electrónico). También se muestra el perfil del campo magnético a través de la máquina. [4]
La trampa dinámica de gas vista desde arriba.
La ubicación de los diagnósticos utilizados para medir el comportamiento del GDT.
Referencias
- ^ abcd Simonen, Thomas C. (25 de septiembre de 2015). "Tres descubrimientos que cambiaron las reglas del juego: ¿un concepto de fusión más simple?". Journal of Fusion Energy . 35 (1). Springer Science and Business Media LLC: 63–68. doi :10.1007/s10894-015-0017-2. ISSN 0164-0313. S2CID 122088138.
- ^ Trampa dinámica de gas (GDT). Experimentos con calentamiento de electrones. Instituto Budker de Física Nuclear, Universidad Estatal de Novosibirsk. Rama siberiana, Rusia, 2012, Thomas Simonen
- ^ ab Ivanov, AA; Prikhodko, VV (14 de mayo de 2013). "Trampa dinámica de gas: una descripción general del concepto y los resultados experimentales". Plasma Physics and Controlled Fusion . 55 (6). IOP Publishing: 063001. Bibcode :2013PPCF...55f3001I. doi :10.1088/0741-3335/55/6/063001. ISSN 0741-3335. S2CID 121275963.
- ^ Bagryansky, PA; Shalashov, AG; Gospodchikov, ED; Lizunov, AA; Maximov, VV; et al. (18 de mayo de 2015). "Aumento triple de la temperatura electrónica en masa de las descargas de plasma en un dispositivo de espejo magnético". Physical Review Letters . 114 (20): 205001. arXiv : 1411.6288 . Código Bibliográfico :2015PhRvL.114t5001B. doi :10.1103/physrevlett.114.205001. ISSN 0031-9007. PMID 26047233. S2CID 118484958.