Los investigadores que trabajan en el proyecto del 'sol artificial' de China han descubierto un modo de operación de plasma nunca antes visto que podría conducir a una generación más estable y efectiva de energía de fusión nuclear.
Este descubrimiento podría ayudar a futuros experimentos de fusión a crear una fuente de energía segura, limpia y casi ilimitada para la humanidad.
El "modo súper I" se descubrió por primera vez en el reactor Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) de Hefei durante una operación récord de 17 minutos en diciembre de 2021. Los resultados, después de una verificación exhaustiva por parte de expertos, se publicaron el sábado en la revista internacional Avances de la ciencia.
La operación, que utilizó campos magnéticos para calentar el gas cargado de plasma compuesto por electrones de libre movimiento e iones de hidrógeno a 70 millones de grados centígrados, hizo posible lograr un confinamiento de alta energía tanto en lo profundo del plasma como en sus márgenes, escribió el equipo. en el Instituto de Física de Plasma de la Academia de Ciencias de China y colaboradores de Estados Unidos, Europa y Japón, entre otros.
Otros experimentos demostraron que el nuevo modo "tiene un gran potencial" para su aplicación en el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER), el reactor de fusión más grande del mundo actualmente en construcción en Francia.
"Este es un gran logro para ITER y para la fusión", dijo el físico Richard Pitts, quien dirige los experimentos y operaciones de plasma en ITER.
“La importancia de los experimentos EAST es que han demostrado, por primera vez, que los plasmas de tokamak… pueden sostenerse y controlarse durante pulsos muy largos, más de 1000 segundos, que es similar a los pulsos largos que ITER pretende lograr a largo plazo. plazo”, agregó Pitts.
Hay todo tipo de problemas asociados con el funcionamiento con pulsos muy largos, y es muy reconfortante para nosotros en ITER ver que esto se ha logrado, aunque en un dispositivo mucho más pequeño".
Uno de los principales beneficios del modo super I fue la capacidad de reducir las pérdidas de energía en el borde del plasma, donde el gas supercaliente estaba directamente frente al escudo térmico del tokamak, dijo Song Yuntao, coautor del estudio. “Si comparamos las reacciones de fusión nuclear con los rayos, nuestro objetivo es recolectar tantos rayos como sea posible en una jaula magnética y exportar la energía para uso humano de manera estable y duradera”, dijo Song a la agencia de noticias el sábado. estado Xinhua. "El nuevo modo de funcionamiento descubierto en EAST nos permite recoger más rayos sin dañar la jaula magnética, manteniendo un funcionamiento estable durante mucho tiempo".
Tokamaks como EAST e ITER representan uno de los caminos más prometedores hacia la fusión nuclear controlada. Sin embargo, cómo crear un plasma de alto rendimiento y confinarlo el tiempo suficiente para que los hidrógenos se combinen para producir energía neta, de la misma manera que nuestro sol emite luz y calor, sigue siendo un desafío.
En realidad, los científicos de fusión usan parámetros operativos como la temperatura y la energía, conocidos como "modos", para monitorear el estado del plasma, dijo el Dr. Liu Zhihong del Instituto Hefei de Física del Plasma.
La mayoría de los tokamaks actuales, incluido EAST, funcionan en modo H o modo de alto confinamiento. Descubierto por primera vez en un tokamak en Alemania en 1982, el modo H es al menos 100 veces más eficiente para confinar plasma que el anterior modo de bajo confinamiento y ha hecho posible grandes reactores como ITER.
Sin embargo, uno de los principales inconvenientes de la operación en modo H es la posibilidad de provocar una rápida liberación de energía en el borde del plasma y dañar los materiales circundantes.
En los últimos años, los científicos han investigado el modo I, o modo de confinamiento mejorado, en el que la energía de fusión se libera a través de un proceso más continuo para evitar dañar las superficies.
El equipo de EAST se sorprendió al descubrir que, en comparación con el Modo I, su nuevo modo mejoró drásticamente el confinamiento de la energía tanto en el núcleo de plasma como en el borde, por lo que lo llamaron súper modo I, dijo Liu.
No está claro si ITER puede operar en modo super I, ya que este modo solo se ha visto en el ESTE, señaló Pitts. Sin embargo, ITER espera operar en "escenarios avanzados" similares a los de los experimentos EAST.
Estos escenarios avanzados permiten vidas de plasma muy largas de hasta 3000 segundos en ITER”. Por lo tanto, será una cuestión de implementar el modo I también en el ITER, que debe revisarse parcialmente aunque aún no se haya completado.
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Esta es una traducción automática de una publicación publicada en Scenari economici en la URL https://scenarieconomici.it/la-cina-annuncia-nuove-scoperte-nella-fusione-nucleare/ el Wed, 11 Jan 2023 21:49:41 +0000.