Ramon

Ramon
Ramon Gallart

dimecres, 18 d’agost del 2021

Desenvolupament de l'energia de fusió.

El Laboratori de Física del Plasma de Princeton (PPPL) del Departament d’Energia dels Estats Units (DOE), col·labora amb el sector privat en les investigacions de fusió d’avantguarda destinades a aconseguir que aquesta font d'energia sigui comercial.


L'objectiu del projecte és predir la fuita ràpida de les partícules "alfa" que sorgeixen durant les reaccions de fusió del projecte SPARC, donada la mida i els possibles desalineaments dels imants superconductors que confinen el plasma. Aquestes partícules, poden crear un plasma en gran part "autoescalfat" o en combustió que alimenta les reaccions de la fusió. El desenvolupament de plasma en combustió, és un important objectiu científic per a la investigació de l'energia de fusió. No obstant això, la fuita de partícules "alfa" podria alentir o aturar la producció d'energia de fusió i danyar l'interior de la instal·lació SPARC.

Nous imants superconductors

Les característiques clau de la màquina SPARC inclouen la seva compacta mida i els seus potents camps magnètics, que permeten la capacitat dels nous imants superconductors per operar a camps i tensions més elevats que els imants superconductors existents. Aquestes característiques permetran dissenyar i construir instal·lacions de fusió més petites i menys costoses, tal com es descriu en les recents publicacions de l’equip SPARC, suposant que les ràpides partícules "alfa" creades en les reaccions de fusió es puguin contenir el temps suficient per mantenir el plasma calent.

Ben confinat

S'ha descobert que les partícules "alfa" estan ben confinades en el disseny SPARC. Per això, es va utilitzar el codi informàtic SPIRAL desenvolupat a PPPL per verificar el confinament de partícules. El codi, que simula les ondulacions com a patró, en un camp magnètic,  podria permetre la fugida ràpida de partícules i mostrava un bon confinament sense malmetre les parets del SPARC. A més, els resultats amb el codi SPIRAL coincideix amb el codi ASCOT de Finlàndia, tot i que els dos codis són completament diferents.


Les reaccions de la fusió, combinen elements lleugers en forma de plasma, l’estat calent i carregat de la matèria composta per electrons lliures i nuclis atòmics, o ions, que comprèn el 99 % de l’univers visible, per generar grans quantitats d’energia. Arreu del món, es busca crear la fusió com una font d'energia pràcticament il·limitada per generar electricitat.

Orientació clau

La desalineació dels imants SPARC augmentarà les pèrdues induïdes per les ondulacions de les partícules de fusió que conduiran a un augment de la potència que impactarà contra les seves parets. Els càlculs haurien de proporcionar guies clau a l’equip d’enginyeria de SPARC sobre el grau d’alineació dels imants per evitar excessives pèrdues d’energia  i danys a les parets. Els imants correctament alineats, permetran per primera vegada, estudiar l’autoescalfament del plasma i desenvolupar tècniques millorades per al control del plasma en futures centrals de fusió.

Font: Laboratori de Física del Plasma de Princeton.