JT-60 (abreviatura de Japón Torus-60) es una gran investigación tokamak , el buque insignia de Japón 's de fusión magnética programa, ejecutado anteriormente por la Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) y actualmente a cargo de la Agencia de Energía Atómica de Japón ' s (JAEA) Instituto Naka Fusion en la prefectura de Ibaraki . [1] Es propiamente un tokamak avanzado , que incluye una sección transversal de plasma en forma de D y un control de retroalimentación activa.
Diseñado por primera vez en la década de 1970 como "Breakeven Plasma Test Facility" (BPTF), [2] el objetivo del sistema era alcanzar el punto de equilibrio , un objetivo también establecido para el TFTR de EE. UU. , El JET del Reino Unido y el T-15 soviético. El JT-60 comenzó a operar en 1985 y, al igual que el TFTR y el JET que comenzaron a operar poco antes, el JT-60 demostró un rendimiento muy por debajo de las predicciones.
Durante las siguientes dos décadas, JET y JT-60 lideraron el esfuerzo por recuperar el rendimiento que originalmente se esperaba de estas máquinas. JT-60 sufrió dos modificaciones importantes durante este tiempo, produciendo JT-60A, y luego JT-60U (para "actualización"). Estos cambios dieron como resultado mejoras significativas en el rendimiento del plasma. A partir de 2018 [actualizar], JT-60 actualmente tiene el récord del valor más alto del producto triple de fusión logrado:1,77 × 10 28 K · s · m −3 =1,53 × 10 21 keV · s · m −3 . [3] [4] Hasta la fecha, JT-60 tiene el récord mundial de la temperatura de iones más caliente jamás alcanzada (522 millones de ° C); este récord derrotó a la máquina TFTR en Princeton en 1996. [5] En marzo de 2021, la JT60SA alcanzó con éxito su campo toroidal de diseño completo.
Durante los experimentos con plasma de deuterio (combustible D – D) en 1998, se alcanzaron las condiciones del plasma que habrían alcanzado el punto de equilibrio, el punto donde la potencia producida por las reacciones de fusión es igual a la potencia suministrada para operar la máquina, si el combustible D – D fueron reemplazados por una mezcla 1: 1 de deuterio y tritio (combustible D – T). JT-60 no tiene las instalaciones para manejar tritio; solo el JET tokamak en el Reino Unido tiene tales instalaciones a partir de 2018. En terminología de fusión, JT-60 logró condiciones que en D – T habrían proporcionado un factor de ganancia de energía de fusión (la relación entre la potencia de fusión y la potencia de entrada) Q = 1,25 . [6] [7] [8]Una reacción de fusión nuclear autosostenible necesitaría un valor de Q mayor que 5. [3] [9] [10]
En 2005, se instalaron baldosas de acero ferrítico (ferromagnet) en el recipiente de vacío para corregir la estructura del campo magnético y, por lo tanto, reducir la pérdida de iones rápidos. [11] [12] El 9 de mayo de 2006, la JAEA anunció que el JT-60 había alcanzado un tiempo de duración de plasma de 28,6 segundos. [11] La JAEA utilizó piezas nuevas en el JT-60, habiendo mejorado su capacidad para retener el plasma en su poderoso campo magnético toroidal. El principal objetivo futuro del JT-60 es realizar una operación de estado estable de beta alta en el uso de acero ferrítico de radioactivación reducida en un régimen sin colisiones.
Se planeó que el JT-60 se desmontara y luego se actualizara a JT-60SA agregando bobinas superconductoras de niobio-titanio para 2010. [3] [13] Se pretendía que el JT60SA pudiera funcionar con la misma forma de plasma que ITER . [13] : 3.1.3 El solenoide central fue diseñado para usar niobio-estaño (debido al campo más alto (9 T)). [13] : 3.3.1