Alcator C-Mod


Alcator C-Mod fue un tokamak (un tipo de dispositivo de fusión confinado magnéticamente ) que funcionó entre 1991 y 2016 en el Centro de Fusión y Ciencia del Plasma (PSFC) del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT ). Notable por su alto campo magnético toroidal (de hasta 8 Tesla ), Alcator C-Mod tiene el récord mundial de presión de plasma promediada por volumen en un dispositivo de fusión confinado magnéticamente. [1] Hasta su cierre en 2016, fue una de las principales instalaciones de investigación de fusión en los Estados Unidos.

Alcator C-Mod fue el tercero de la serie de tokamak Alcator ( Al to Campo Toro , High Field Torus), después de Alcator A (1973-1979) y Alcator C ( 1978-1987 ) . Era el reactor de fusión más grande operado por cualquier universidad y era una parte integral del Centro de Fusión y Ciencia de Plasma más grande.

A fines de la década de 1960, la investigación de fusión por confinamiento magnético en el MIT se llevó a cabo en experimentos de "mesa" a pequeña escala en el Laboratorio de Investigación de Electrónica y el Laboratorio de Magneto Francis Bitter . En ese momento, la Unión Soviética estaba desarrollando un tokamak (aunque esto era desconocido en los Estados Unidos), y el Laboratorio de Física de Plasma de Princeton (PPPL) estaba desarrollando el stellarator .

Bruno Coppi trabajaba en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, Nueva Jersey, y estaba interesado en el problema básico de la física del plasma de la resistividad del plasma a valores elevados del parámetro de flujo , así como en el comportamiento de los plasmas confinados magnéticamente a intensidades de campo muy elevadas ( ≥ 10T). En 1968, Coppi asistió a la tercera Conferencia Internacional del OIEA sobre Física del Plasma e Investigación de Fusión Nuclear Controlada en Novosibirsk . En esta conferencia, los científicos soviéticos anunciaron que habían alcanzado temperaturas de electrones de más de 1000 eV en un dispositivo tokamak ( T-3 ).

Este mismo año, Coppi fue nombrado profesor titular en el Departamento de Física del MIT . Inmediatamente colaboró ​​con los ingenieros del Francis Bitter Magnet Laboratory , dirigido por Bruce Montgomery, para diseñar un tokamak compacto (0,54 m de radio mayor), de alto campo (10 T en el eje) que tituló Alcator . El nombre es un acrónimo del italiano Al to Campo Toro , que significa "toro de campo alto " . Con la construcción posterior de Alcator C y luego Alcator C-Mod, el Alcator original pasó a llamarse retroactivamente Alcator A.

Alcator fue aprobado por la Comisión de Energía Atómica (AEC) en 1970 y se operó por primera vez en 1972. Los problemas de rendimiento (vacío de mala calidad y arcos en los imanes de campo toroidales) llevaron a la reconstrucción de la máquina en 1973–1974 con un nuevo recipiente de vacío. , con resultados científicos a partir de 1974. Alcator A fue alimentado por motores-generadores de CC de 32 MW de Bitter Laboratory y fue el primer tokamak en el mundo en utilizar un transformador de núcleo de aire para el calentamiento y la conducción de corriente óhmica.


Vista interior del tokamak que muestra los mosaicos de armadura de molibdeno en la pared. Se ven tres antenas de calentamiento de rango de frecuencias de ciclotrón de iones (ICRF): dos a la izquierda con dos correas de cobre cada una, y la antena "alineada en campo" de cuatro correas (instalada en 2011) a la derecha.
Vista panorámica de la pared exterior tokamak cosida a partir de 273 fotos. La antena de frecuencia de ciclotrón de iones girada con sus cuatro correas de antena de cobre se puede ver a la izquierda. El lanzador híbrido inferior con su cuadrícula de pequeñas guías de ondas rectangulares se puede ver en el centro y las antenas de frecuencia de ciclotrón de iones no giradas están hacia la derecha con cuatro correas de cobre. La entrada para el haz neutral es el gran agujero circular cerca de la derecha.