Avenços del Reactor de Fusió.

Mètodes per gestionar el plasma perquè es pugui utilitzar per generar electricitat en un procés conegut com a fusió.

Els dos mètodes coneguts com a accionament de corrent de ciclotró electrònic (ECCD) i aplicació de pertorbacions magnètiques ressonants (RMP), s'han estudiat durant molt de temps, recentment s'ha simulat com es poden utilitzar junts per millorar el control del plasma. Aquesta nova idea està en fase de descobrir totes les capacitats i avançar en  comprendre els potenciasl beneficis.

S'espera utilitzar la fusió per generar electricitat però, primerament caldrà superar diversos obstacles, inclosos els mètodes de perfeccionament per minimitzar les ràfegues de partícules del plasma. Periòdicament, aquestes ràfegues alliberen una mica de pressió quan hi ha massa però, aquestes ràfegues poden ser perilloses. Una instal·lació d'usuaris del DOE allotjada per General Atomics DIII-D, és un dispositiu que utilitza camps magnètics per confinar un plasma de fusió en forma de donut es conegut com el tokamak. El Edge-Located Mode (ELM) pot acabar amb una reacció de fusió i fins i tot danyar el tokamak, de manera que  cal desenvolupar moltes maneres d'intentar evitar-los.

La millor manera que s'ha trobat per evitar-los és aplicant pertorbacions magnètiques ressonants, o RMP, que generen camps magnètics addicionals.

Els camps magnètics aplicats inicialment pel tokamak s'envolupen al voltant del plasma en forma toroidal, tant al llarg, al voltant del limit exterior, com al interior, des de l'exterior i a través del forat central. Els camps magnètics addicionals creats pels RMP van a través del plasma, entrant i sortint. Aquests camps produeixen camps magnètics ovals o circulars al plasma anomenats illes magnètiques.

La imatge de l'esquerra mostra el tokamak i la pertorbació magnètica 3D generada per bobines 3D, amb els tons blaus-violats que representen pertorbacions d'amplitud més baixa i el vermell que representa pertorbacions d'amplitud més alta. La imatge de la dreta és una vista més propera que mostra la meitat superior del tokamak i el plasma. Les bobines s'utilitzen per generar les pertorbacions del camp magnètic que produeixen les illes (blau). També es pot trobar una altra bobina a la part inferior de la màquina. El sistema d'injecció per als microones ECCD es mostra a la part superior (vermell). Aquests es poden utilitzar per ajustar l'amplada de les illes. Font: Qiming Hu / PPPL

Normalment, les illes del plasma són molt dolentes. Si les illes són massa grans, el plasma en si pot interrompre's. Tanmateix, ja es sabia experimentalment que, sota determinades condicions, les illes poden ser beneficioses. La part difícil és generar un RMP prou grans per generar les illes. Aquí és on entra l'ECCD, que bàsicament és una injecció de feix de microones. S'ha trobat que afegir ECCD al llindar del plasma redueix la quantitat de corrent necessària per generar els RMP necessaris per fer les illes.

La injecció de feix de microones també permet perfeccionar la mida de les illes per obtenir la màxima estabilitat del límit del plasma. Metafòricament, els RMP actuen com un simple interruptor ue encén o autura les illes, mentre que l'ECCD actua com un regulador que permet ajustar les illes a la mida ideal per a un plasma manejable.

Resum per Ramon Gallart de l'article original:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-4326/ad2ca8