En la investigación de la energía de fusión nuclear , un desviador es un dispositivo dentro de un tokamak o un estelarizador que permite la eliminación en línea de material de desecho del plasma mientras el reactor aún está en funcionamiento. Esto permite controlar la acumulación de productos de fusión en el combustible y elimina las impurezas del plasma que han entrado en él desde el revestimiento del recipiente.
El desviador se introdujo inicialmente durante los primeros estudios de los sistemas de energía de fusión en la década de 1950. Desde el principio se advirtió que una fusión exitosa daría como resultado la creación de iones más pesados que quedarían en el combustible (la llamada "ceniza de fusión"). Estas impurezas fueron responsables de la pérdida de calor y provocaron otros efectos que dificultaron el mantenimiento de la reacción. El desviador se propuso como solución a este problema. Operando con el mismo principio que un espectrómetro de masas , el plasma pasa a través de la región del desviador donde los iones más pesados son arrojados fuera de la masa de combustible por la fuerza centrífuga , chocando con algún tipo de material absorbente y depositando su energía en forma de calor. [1] Inicialmente considerado como un dispositivo necesario para reactores operativos, pocos diseños iniciales incluían un desviador.
Cuando los primeros reactores de tiro largo comenzaron a aparecer en la década de 1970, surgió un serio problema práctico. No importa cuán fuertemente restringido, el plasma continuaba saliendo del área de confinamiento principal, golpeando las paredes del núcleo del reactor y causando múltiples problemas. Una preocupación importante fue la pulverización catódica en reactores con mayor potencia y densidad de flujo de partículas , [2] que provocó que los iones del metal de la pared de la cámara de vacío fluyeran hacia el combustible y lo enfriaran.
Durante la década de 1980 se hizo común que los reactores incluyeran una característica conocida como limitador , que es una pequeña pieza de material que se proyecta a una corta distancia hacia el borde exterior del área principal de confinamiento del plasma. Los iones del combustible que viajan hacia afuera golpean el limitador, protegiendo así las paredes de la cámara de este daño. Sin embargo, persistieron los problemas con el material depositado en el combustible; el limitador simplemente cambió de dónde venía ese material.
Esto provocó la reaparición del desviador, como dispositivo de protección del propio reactor. En estos diseños, los imanes tiran del borde inferior del plasma para crear una pequeña región donde el borde exterior del plasma, la "Capa de raspado" (SOL), golpea una placa con forma de limitador. El desviador mejora el limitador de varias formas, principalmente porque los reactores modernos intentan crear plasmas con secciones transversales en forma de D ("alargamiento" y "triangularidad") por lo que el borde inferior de la D es una ubicación natural para el desviador. En los ejemplos modernos, las placas se reemplazan por metal de litio , que captura mejor los iones y causa menos enfriamiento cuando ingresa al plasma. [3]
En ITER y la última configuración de Joint European Torus , la región más baja del toro está configurada como un desviador , [4] mientras que Alcator C-Mod se construyó con canales desviadores en la parte superior e inferior. [5]
Un tokamak con un desviador se conoce como un tokamak de desviador o un tokamak de configuración de desviador . En esta configuración, las partículas escapan a través de un "espacio" magnético ( separatriz ), que permite que la parte absorbente de energía del desviador se coloque fuera del plasma. La configuración del desviador también facilita la obtención de un modo de funcionamiento H más estable . El material de revestimiento de plasma en el desviador enfrenta tensiones significativamente diferentes en comparación con la mayoría de la primera pared .
Ver también
Referencias
- ^ "Tipos de material de absorbentes de RF" . www.masttechnologies.com . Consultado el 30 de agosto de 2015 .
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 10 de enero de 2014 . Consultado el 10 de enero de 2014 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )] TN Todd y CG Windsor, Progress in Magnetic Confinement Fusion Research, Contemporary Physics, 1998, volumen 39, número 4, páginas 255-282
- ^ "Limitadores y desviadores" Archivado el 10 de enero de 2014 en Wayback Machine , EFDA
- ^ http://www.apam.columbia.edu/courses/apph4990y_ITER/Divertor%20Presentation%20-%20Stoafer.pdf consultado el 11 de septiembre de 2012
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 17 de junio de 2012 . Consultado el 11 de septiembre de 2012 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace ) Consultado el 11 de septiembre de 2012.