El Princeton Large Torus (o PLT ) fue uno de los primeros tokamak construido en el Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL). Fue una de las primeras máquinas tokamak a gran escala y una de las más poderosas en términos de campos magnéticos y de corriente. Originalmente construido para demostrar que los dispositivos más grandes tendrían mejores tiempos de confinamiento, luego se modificó para realizar el calentamiento del combustible de plasma , un requisito de cualquier dispositivo práctico de energía de fusión .
Princeton Large Torus | |
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![]() El PLT en 1975. Las bobinas toroidales son visibles en verde. | |
Tipo de dispositivo | Tokamak |
Localización | Princeton , Nueva Jersey , Estados Unidos |
Afiliación | Laboratorio de Física del Plasma de Princeton |
Especificaciones técnicas | |
Radio mayor | 1,32 m (4 pies 4 pulgadas) |
Radio menor | 0,4 m (1 pie 4 pulgadas) |
Campo magnético | 4 toneladas (40 000 g) |
Poder de calefacción | 5 MW ( ICRH ) 3 MW ( NBI ) 1 MW ( izquierda ) |
Corriente de plasma | 700 kA |
Historia | |
Fecha (s) de construcción | 1972 [1] |
Año (s) de funcionamiento | 1975-1986 |
Precedido por | Tokamak simétrico (ST) |
Sucesor | Reactor de prueba de fusión Tokamak (TFTR) |
Dispositivos relacionados | Compresor toroidal adiabático (ATC) |
El tokamak se convirtió en un tema de discusión seria en 1968, cuando los soviéticos publicaron nuevos datos que mostraban que eran mucho mejores que cualquier otro dispositivo de fusión. Esto generó un escepticismo significativo entre otros investigadores y tomó algún tiempo antes de que el PPPL estuviera convencido de convertir su estelarador Modelo C a la configuración tokamak. Inmediatamente validó los resultados soviéticos. El siguiente paso en el desarrollo del sistema sería construir una máquina más grande para probar la teoría del tiempo de confinamiento del plasma escalado como se esperaba. PLT fue diseñado no solo para ser más grande, sino también para tener corrientes de plasma internas dramáticamente más altas del orden de 1 MA. [2] : 214
Otro problema con el enfoque tokamak es que no calienta directamente su combustible a las temperaturas requeridas superiores a 50 millones de Kelvin . Aproximadamente en la época en que se estaba construyendo PLT, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge había introducido con éxito el concepto de calentamiento por inyección de haz neutro , o NBI. NBI se agregó a PLT y comenzó a establecer récord tras récord, llegando finalmente a 75 millones de K, mucho más allá del mínimo necesario para un dispositivo de fusión práctico. Su éxito fue motivo de cierta controversia dentro del recién formado Departamento de Energía (DOE), que al mismo tiempo buscaba recortar el presupuesto de fusión. Esto resultó en lo que se conoció como "el fin de semana del PLT" cuando la prensa se enteró del éxito y el DOE intentó restarle importancia.
El éxito de PLT abrió el camino a los planes para construir una máquina aún más grande capaz de alcanzar el punto de equilibrio , un objetivo buscado durante mucho tiempo en la energía de fusión. Este sistema surgió como Tokamak Fusion Test Reactor , o TFTR. Originalmente programado para ser construido en Oak Ridge, el éxito de PTL lo llevó a ganar también el concurso TFTR.
Historia
La depresión
Cuando la física de la fusión nuclear se estableció por primera vez a principios de la década de 1950, se creó rápidamente una serie de dispositivos propuestos para aprovechar esa energía. Todos ellos tenían como objetivo resolver el problema de contener un combustible de plasma que se calentó a al menos 50 millones de Kelvin , que derretiría cualquier sustancia. El truco utilizado por la mayoría de estos dispositivos fue manipular el plasma con campos magnéticos ; como el plasma constaba de electrones e iones libres , podía transportar una corriente eléctrica y estaba sujeto a fuerzas magnéticas. [3]
Según la teoría simple de la difusión del plasma , la cantidad de tiempo que tarda un ion en escapar de una botella magnética depende del tamaño de la botella y del cuadrado de la potencia de sus imanes. Esto significa que las máquinas más grandes serán intrínsecamente mejores para confinar su combustible, tanto porque tiene que ir más lejos para salir, como porque las máquinas más grandes pueden albergar imanes más grandes y más potentes. El corolario es que las máquinas pequeñas solo pueden decir algo sobre el rendimiento de un diseño a la escala necesaria para un reactor práctico; habría que construir una máquina de tamaño intermedio y comparar la tasa de fuga de plasma para asegurarse de que sigue la escala esperada . Hubo algunas dudas iniciales sobre este punto; la única experiencia directa con plasmas, del Proyecto Manhattan , sugirió una tasa de fuga lineal con el campo magnético. Si esta difusión de Bohm fuera cierta, un reactor de fusión práctico probablemente sería imposible. [4] [5]
De los muchos conceptos iniciales para el diseño de reactores, tres sistemas pasaron a primer plano, el espejo magnético , el z-pinch y el stellarator . Los primeros ejemplos demostraron que podían confinar un plasma al nivel esperado de una máquina pequeña. El valor atípico fue el pellizco, que demostró inestabilidades obvias que se abordaron con nuevos imanes. Estos pequeños dispositivos llevaron a versiones más grandes y poderosas de estos mismos conceptos. Estos, invariablemente, no lograron mejorar el confinamiento del plasma, con fugas de combustible a tasas insostenibles. Las investigaciones llevaron a una serie de inestabilidades inherentes recién descubiertas que parecían ser una parte inherente de todos estos diseños. [4]
En la primera reunión internacional sobre fusión en 1958, quedó claro que todos los dispositivos padecían estos problemas. A principios de la década de 1960, todo el campo había descendido a lo que se conoció como "la depresión". Incluso Lyman Spitzer , uno de los mayores defensores de la fusión, concluyó que la difusión de Bohm parecía ser un límite fundamental. [4]
Tokamak
En una reunión similar en 1965, el equipo soviético presentó los resultados preliminares de un dispositivo que llamaron tokamak . Físicamente, era muy similar al concepto z-pinch, que había sido desarrollado ampliamente por el Reino Unido en el dispositivo ZETA y demostró no ser más útil que otros sistemas iniciales, plagados de inestabilidades. En contraste, los soviéticos afirmaban que su variación aparentemente menor en ZETA estaba produciendo resultados dramáticamente mejores, aproximadamente 10 veces el límite de Bohm. Sus afirmaciones fueron descartadas de plano, especialmente por Spitzer. [6]
En la siguiente reunión en 1968, los soviéticos presentaron muchos más datos y todos demostraron que sus máquinas producían tiempos de confinamiento de 10 a 100 veces mejores que cualquier otro dispositivo. Una vez más, estos resultados se encontraron con escepticismo. [7] Esta vez, sin embargo, los soviéticos estaban preparados. El equipo del Reino Unido que trabajaba en ZETA había introducido una nueva técnica de diagnóstico utilizando láseres que Lev Artsimovich había calificado de "brillante". Invitó al equipo del Reino Unido a su laboratorio, el corazón del establecimiento soviético de fabricación de bombas, para realizar sus propias mediciones. [8] En el verano de 1969, el láser mostró que el tokamak era incluso mejor de lo que sugerían los resultados soviéticos. [9] Llamaron a una reunión de investigadores de la fusión de Estados Unidos en agosto [10] y les contaron la noticia antes de que se publicara en noviembre. [11]
Al principio, hubo poco movimiento en los EE. UU., Ya que cada uno de los laboratorios tenía sus propios diseños que consideraban más interesantes. Los directores del programa de fusión dentro de la Comisión de Energía Atómica (AEC) estaban interesados en al menos confirmar o negar los resultados soviéticos, pero encontraron que los laboratorios no estaban interesados en tal trabajo. En particular, la AEC consideró que sería fácil convertir el estelar modelo C de Princeton en un tokamak, pero el director del laboratorio, Harold Furth , se negó siquiera a considerarlo, desestimando las afirmaciones soviéticas de plano. [12] Sólo el Laboratorio Nacional de Oak Ridge mostró interés; no tenían otros dispositivos a gran escala en la planificación y estaban dispuestos a probar el tokamak. Tan pronto como se anunciaron los planes a tal efecto, el jefe de Furth, Melvin B. Gottlieb, tuvo una conversación a la hora del almuerzo con Furth. Los dos regresaron del almuerzo para describir cómo convertir el Modelo C. [9]
La conversión comenzó en septiembre de 1969 y se completó ocho meses más tarde cuando se rebautizó como Tokamak simétrico. [13] Confirmó inmediatamente los resultados soviéticos. Parecía, por fin, que era posible una configuración de plasma estable y de repente se abrió el camino hacia el poder de fusión práctico. [14]
Prisa de Tokamak
El éxito en confinar el plasma en máquinas más pequeñas dejó una serie de preguntas que tendrían que ser respondidas. Uno era si el tokamak escalaba como se esperaba; para probar esto, se necesitaría una máquina más grande con corrientes internas y campos magnéticos más altos. Otro problema fue cómo calentar el plasma; el tokamak carecía de un autocalentamiento significativo, por lo que se necesitaría alguna forma de calentamiento externo. [15] Finalmente, se necesitaría algún sistema para extraer impurezas del plasma, tanto del combustible inicial no puro como para eliminar la "ceniza de fusión", los resultados de reacciones exitosas (típicamente helio). [dieciséis]
De los tres problemas, el más obvio fue la extracción de impurezas. Durante mucho tiempo se sabía que el uso de un espectrómetro de masas modificado permitiría eliminar los iones más pesados. Estos se conocían como desviadores, y los dispositivos estelarizadores de Princeton estuvieron entre las primeras máquinas en usarlos. El estilo de desviador en los stellarators no era ideal para el tokamak, pero Princeton ya había resuelto ese problema como parte de su máquina Floating Multipole-1, que, antes del tokamak, era uno de los pocos otros dispositivos para demostrar tiempos de confinamiento más allá. el límite de Bohm. Para probar si su desviador poloidal funcionaría en una configuración tokamak, comenzaron los planes para una nueva máquina pequeña, el Experimento del desviador poloidal , o PDX. [dieciséis]
La calefacción era otro problema y había muchas ideas diferentes sobre cómo hacerlo. El estellarador también carecía de autocalentamiento, y para solucionar este problema, Princeton había estado llevando a cabo experimentos utilizando calentamiento por resonancia de ciclotrón de iones . Este utiliza transmisores de radio potentes sintonizados con la frecuencia de rotación de los iones, calentándolos de una manera similar a la forma en que un horno de microondas calienta las moléculas de agua. Como esta tecnología ya se entendía bien, Princeton propuso una pequeña máquina de prueba para probar un enfoque de calentamiento diferente utilizando compresión de plasma, como las máquinas de pellizco anteriores, en un sistema conocido como compresor toroidal adiabático (ATC). Otros conceptos incluían el uso de turbulencias en el plasma y la inyección de iones calientes en el combustible mediante pequeños aceleradores de partículas . [15]
Finalmente, para probar el escalado, se necesitaría una máquina más grande con imanes y corrientes internas mucho más potentes. Inicialmente, este era el objetivo principal del Princeton Large Torus, pero se tuvo en cuenta que se podían agregar nuevas formas de calefacción a la máquina sin interrupciones graves. El diseño se finalizó a principios de 1971 y la construcción comenzó más tarde ese año.
NBI
Oak Ridge no tenía su propio diseño de fusión durante los primeros días del programa y, en cambio, se concentró en formas de mantener alimentadas las máquinas de fusión. Esto llevó al desarrollo de una serie de pequeños aceleradores de partículas que disparaban átomos de combustible al plasma de uno en uno. Esta resultó ser una excelente forma de calentar el plasma también, y Oak Ridge había continuado trabajando en estas líneas utilizando reactores de espejo durante la década de 1960. [17] Cuando se anunciaron los resultados soviéticos, comenzaron a considerar cómo hacer lo mismo con un tokamak. Sus primeros cálculos no fueron prometedores, pero una visita de Bas Pease del laboratorio de fusión de Culham del Reino Unido los instó a continuar con este enfoque. [18]
Mientras PPPL había estado debatiendo si convertir el Modelo C en un stellarator, Oak Ridge había propuesto construir un nuevo tokamak, ORMAK. Este utilizó una forma novedosa de generar el campo magnético con el objetivo de hacerlo más uniforme, con el fin de cumplir o mejorar el rendimiento de la máquina soviética TM-3. En una segunda etapa de desarrollo, agregarían calentamiento de haz neutro. [18] Fue en este punto, en junio de 1970, que el Simétrico Tokamak comenzó a informar los resultados iniciales. Preocupado por ser redundante, el equipo de Oak Ridge decidió adaptar la jaula del transformador de ORMAK como base para un tokamak mucho más grande y agregar NBI de inmediato. Su máquina estaba completa a finales de 1970, pero ponerla en funcionamiento tomó la mayor parte de 1971 y los primeros resultados físicos no se devolvieron hasta principios de 1972. En 1973, la máquina funcionaba lo suficientemente bien que el laboratorio comenzó a planificar encender los inyectores NBI. [18]
PPPL no estaba dispuesto a renunciar a su posición de liderazgo y rápidamente ideó un plan para "tomar" Oak Ridge. Abandonaron la técnica de calentamiento por compresión en ATC y rápidamente le adaptaron NBI de baja potencia. Estos demostraron claros efectos de calentamiento en 1973, antes de que los sistemas NBI en ORMAK estuvieran operativos. Con este éxito, Oak Ridge comenzó a perder el favor del Comité Directivo de Washington. [19]
Operaciones iniciales
Fue por esta época cuando dos teóricos soviéticos publicaron un artículo que describía un nuevo problema preocupante en el concepto de tokamak, la inestabilidad de las partículas atrapadas. Esto sugirió que a medida que las condiciones de operación del reactor aumentaran hacia cifras útiles para una máquina generadora de energía, se volverían más inestables y eventualmente arrojarían su combustible del reactor. [20] En 1975, Edwin Kintner , recientemente promovido por Hirsch para liderar los esfuerzos de fusión en la AEC, decidió que esto debía probarse de inmediato. Le dijo a Oak Ridge que " siguiera adelante", [20] y le dijo a PPPL que agregara NBI a su diseño PLT. [20]
PLT había estado en construcción desde 1972 y estaba muy avanzado en este momento. Había sido diseñado desde el principio con un amplio espacio para agregar cualquier tipo de sistema de calefacción, por lo que la demanda de NBI no fue particularmente difícil de satisfacer. Sin embargo, era caro, pero Kintner proporcionó financiación adicional. [21] PLT se convirtió ahora en el centro de atención de gran parte del establecimiento de fusión de EE. UU., Con la misión de "dar una indicación clara de si el concepto tokamak más el calentamiento auxiliar pueden formar una base para un futuro reactor de fusión". [22]
PLT se declaró operativo el 20 de diciembre de 1975. [22] Las adiciones de NBI comenzaron casi de inmediato, y los dos primeros haces estaban operativos en el otoño de 1977. [23] Las primeras pruebas mostraron que el sistema no estaba ganando temperatura como se esperaba. Afortunadamente, esto resultó no ser debido a la inestabilidad de las partículas atrapadas, de la cual no se pudo encontrar ninguna señal. El problema era uno simple visto en muchas máquinas anteriores; las impurezas en el combustible estaban causando emisiones de rayos X que sangraban energía del plasma. Sin embargo, en diciembre los dos haces estaban funcionando a 1,1 MeV y habían elevado la temperatura a 25 millones de grados. [24]
La fuente de las impurezas se rastreó rápidamente hasta un dispositivo conocido como "limitador". En cualquier plasma, las partículas tienen un rango de velocidades, y las de movimiento más lento no están bien confinadas y eventualmente chocarán con las paredes del reactor. Cuando esto sucede, eliminan los átomos del metal que envenenan el plasma. La solución es agregar una pequeña pieza de metal en forma de dedo que se extienda desde la pared hasta justo fuera del área de plasma deseada. Cuando estas partículas de movimiento más lento comienzan a alejarse, llegan al límite antes de la pared. [24]
Para 1978, el equipo comenzó a planear agregar otras dos líneas NBI y reemplazar el limitador con material nuevo. Finalmente seleccionaron el grafito , cuyos átomos de carbono aún se astillarían en el plasma, pero causarían muchas menos emisiones de rayos X cuando lo hicieran. [24]
Problemas presupuestarios
En enero, la nueva administración Carter tomó el poder y comenzó a planificar la reorganización de varias ramas del gobierno en el nuevo Departamento de Energía (DOE). James Schlesinger , que había dirigido la AEC desde 1971 hasta 1973 durante los primeros avances de tokamak, regresó para tomar el timón de la nueva rama. John M. Deutch tomó el control de la Oficina de Investigación Energética del DOE e inmediatamente comenzó a planear recortar $ 100 millones de su presupuesto. [25]
En respuesta, Kintner declaró que la investigación de la fusión era fundamental y no debería cortarse sin una buena razón. Sugirió formar un panel de cinta azul para hacer un estudio en profundidad de todo el campo. Con el visto bueno, Kintner logró que John S. Foster Jr. liderara el panel. Publicado en junio de 1978, el "Informe Final del Grupo Ad Hoc de Expertos de Fusión" declaró que "se debe mantener el impulso", código para mantener el presupuesto como está. [26] Sin embargo, también sugirió que el tokamak podría no ser la forma definitiva de un generador de fusión, y que otros enfoques, como el espejo magnético , también deberían tener tiempo para madurar para que "pudieran elevar la fusión a su nivel más alto. . " [27]
Harold Furth de PPPL no quedó impresionado, sugiriendo que sería una excusa para no hacer nada. Pero tenía un plan para hacer que sus sugerencias fueran discutibles. Para entonces, en julio de 1978, PLT había completado la instalación de dos vigas NBI más, así como un limitador de grafito refrigerado por agua. Pronto aumentaron la potencia de NBI a 2 MW a 4 kV, lo que produjo una temperatura de plasma de 45 millones de grados. Esto estaba bien en el área donde deberían haber ocurrido los problemas de partículas atrapadas, pero una vez más, no se vio ningún indicio de ellos. [28]
Fin de semana PLT
En la noche del 24 de julio, empujaron el sistema aún más a 5,5 kV, alcanzando los 60 millones de grados. Este fue un hito en el programa de fusión; PLT demostró que se podía hacer un tokamak que pudiera confinar su plasma el tiempo suficiente para calentarlo a las temperaturas necesarias en un reactor práctico. La densidad del plasma tendría que ser mayor en una máquina de producción, pero PLT cumplía con todos los demás requisitos. [28]
Kinter estaba de vacaciones con su familia en ese momento, y cuando regresaron a su hotel en Stowe al día siguiente, el recepcionista les dijo que había una serie de mensajes urgentes esperando de Gottlieb. La importancia era obvia, no solo para la física sino también para los esfuerzos en curso en Washington; Deutch estaba preparando su informe sobre las sugerencias del Panel Foster, y este resultado tendría un enorme beneficio positivo. [29] Kinter y Gottlieb acordaron que las noticias deberían guardarse para la próxima reunión de fusión, que se celebrará en Innsbruck ese otoño. [30]
Como fue el caso tanto de ZETA como de los tokamaks originales, la noticia era demasiado buena para mantenerla reprimida, y la historia comenzó a aparecer en los otros laboratorios de fusión en cuestión de días. El 31 de julio, Energy News publicó un artículo de primera plana en el que hablaba de "informes persistentes de un gran avance", lo que llevó al DOE a planificar un comunicado de prensa el 15 de agosto en lugar de esperar hasta Innsbruck. [30]
Morris Levitt, editor de la revista Fusion , llamó a Gottlieb el 10 de agosto y le dijeron que esperara hasta el comunicado de prensa. Luego, Levitt llamó al DOE para obtener más detalles y le dijeron que no iba a llegar ese comunicado de prensa. Este fue un grave error; La revista de Levitt estaba convencida de que había una conspiración para acabar con la investigación de la fusión, y la negativa del DOE sirvió para probar sus sospechas. [31]
Levitt filtró inmediatamente la historia completa a Dave Hess del servicio de cable Knight Ridder . Hess comenzó a hacer un seguimiento y finalmente llegó a Kinter. Después de ser presionado sobre el tema, Kinter admitió que había sucedido algo interesante, pero se negó a proporcionar detalles. Esto fue una hierba gatera para la prensa, y la historia de Hess apareció en la portada del Miami Herald al día siguiente, sábado 12 de agosto. [31]
El resultado se conoce ahora como el "fin de semana PLT". Publicada en un día lento de noticias , la historia fue recogida del cable de prensa por periódicos de todo el mundo. Esto incluyó al Washington Post , y pronto estuvo en los escritorios Deutch y Schlesinger. Ninguno de los dos dejaría constancia en los periódicos, que ahora pedían a gritos una declaración del DOE. Esa tarea finalmente recayó en Stephen O. Dean , uno de los directores senior de Kinter, quien apareció en CBS News esa noche. El propio Kinter estaba en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en ese momento, regresando a Washington esa noche. Mientras conducía a casa desde el aeropuerto, escuchó la historia en la radio de noticias WTOP . [31]
Jim Bishop, el portavoz de prensa del DOE, estaba furioso. Acusó a Kintner de filtrar deliberadamente la historia para influir en las próximas decisiones de asignaciones. Luego llamó a Gottlieb para hacer las mismas acusaciones. Gottlieb declaró que todavía estaba trabajando en el comunicado original del 15 de agosto y no había dicho nada a la prensa, pero Bishop no lo escuchó. Luego, Gottlieb llamó a William Bowen, presidente de Princeton, y le dijo que si no cancelaban el ataque, realizaría su propio evento de prensa y luego dimitiría. Bowen conocía a Schlesinger y lo llamó, luego le dijo a Gottlieb que las cosas se calmarían. [32]
Cuando Kintner y Dean llegaron a trabajar el lunes por la mañana, fueron recibidos por Eric Willis y les dijeron que los iban a despedir; Schlesinger estaba convencido de que Kintner había filtrado y Dean había estado feliz de amplificar ese mensaje en CBS. La noche anterior, el vicepresidente Walter Mondale le había escrito a Schlesinger exigiéndole que preparara un memorando sobre los eventos, lo que aumentó la tensión de todos. Willis luego fue y habló con Schlesinger y Deutch, convenciéndolos de no despedir a los dos y, finalmente, acordó publicar un comunicado de prensa significativamente atenuado. [33]
La reunión tuvo lugar más tarde esa noche, a la que asistieron 75 periodistas. Deutch no permitió que nadie más del DOE hablara y le dijo a la prensa que era un resultado de rutina que se había esperado durante mucho tiempo y que muchos otros programas de energía también estaban logrando un gran progreso. Luego, Gottlieb habló y explicó la importancia del resultado y cómo resultó que el problema que acechaba con las partículas atrapadas no existía. Al final, todos quedaron contentos con el resultado. Kintner solo conoció a Schlesinger por primera vez más tarde, cuando Schlesinger se calmó; Kintner prometió que no se repetiría la actuación y los dos resolvieron su diferencia. [34]
Durante la semana siguiente, se informó en todo el mundo sobre el éxito de PLT. Incluso Pravda se felicitó, afirmando que "Sería incorrecto pensar que los defensores de la 'guerra fría' están tomando la delantera en todas partes. En estos días también se están informando noticias de un tipo completamente diferente ... Científicos de la Universidad de Princeton han lograron un gran éxito en el área de la fusión termonuclear. Lograron obtener una temperatura de 60 millones de grados C en un reactor tokamak experimental. Esto se logró gracias a la cooperación con científicos soviéticos ". [35]
Innsbruck y Washington
La reunión de Innsbruck tuvo lugar la última semana de agosto de 1978. Rob Goldston fue seleccionado para dar la presentación sobre PLT y se armó con una gran cantidad de resultados experimentales. Los organizadores de la reunión organizaron una sesión especial para su presentación y fue interrogado por científicos de todo el mundo. Los dos problemas principales eran si se podía confiar en los resultados y si medían la temperatura general o solo los puntos calientes. Goldston mostró resultados de cuatro tipos de sensores totalmente diferentes, todos dando el mismo resultado, y que esos resultados demostraron que las energías eran realmente Maxwellianas, como se esperaría de una temperatura global. [36]
Al final de la presentación, la física rusa Katerina Razumova le presentó a Goldston un pájaro de fuego tallado a mano , que en el folclore eslavo , trajo fuego a la humanidad desde el sol. Gottlieb le dio un puesto en la sala de control del PLT donde permaneció durante años. [36]
En septiembre, Deutch presentó sus recomendaciones al Congreso, basadas en los informes de Foster. Rechazó las llamadas para el inicio de una máquina después de TFTR y reiteró las llamadas para que el programa espejo también continúe su trabajo. Pidió que el presupuesto se mantuviera como estaba, con aumentos en el costo de vida. El plan de Schlesinger para recortar el presupuesto de fusión estaba muerto. [37]
Actualizaciones posteriores
Continuó el trabajo con las vigas NBI y finalmente alcanzó los 2,5 MW para producir 75 millones de grados, evento que se concluyó con sus propias camisetas . [28]
Poco después, PLT comenzó a experimentar una serie de cambios para probar nuevos conceptos. En 1981 creó con éxito una corriente en el plasma utilizando ondas de radiofrecuencia híbridas más bajas, en lugar de utilizar una corriente inducida por transformador. Los transformadores eran formas sencillas de inducir una corriente, pero tenían la desventaja de ser dispositivos pulsados. Para que un tokamak de producción funcione durante minutos a la vez, se necesitaría algún sistema nuevo para mantener la corriente en el plasma. La radiofrecuencia híbrida inferior hace esto enviando señales de radio al plasma. [22]
PLT también agregó calentamiento por radiofrecuencia de ion-ciclotrón, y en 1984 produjo un plasma de 60 millones de grados utilizando solo esta forma de calentamiento. [22]
Detalles del dispositivo
- Radio mayor / menor (m): 1,32 / 0,4 [38] NB: Radio menor variable
- Campo toroidal: 4 Tesla [38]
- Campo poloidal:
- Duración del pulso :
- Corriente de plasma: 700 kA [38]
- Calentamiento de ciclotrón de iones : 5 MW [38]
- Inyección de haz neutro (NBI): 3 MW [38]
- Unidad de corriente híbrida inferior (LH): 1 MW [38] dice "En gran parte una copia del T-10 ruso, pero con la adición de los sistemas NBI y LH. Unidad de corriente demostrada por avería por LH, pero esa LH solo es efectiva en baja densidad Plasmas. Radio menor variable ajustando la posición del limitador. La primera máquina en lograr una corriente de plasma de 1MA. Limitadores de metal reemplazados por limitadores de carbono ... alrededor de 1978 ".
Otras lecturas
Calefacción por RF:
- Calentamiento de onda rápida ...
- Hammett
Referencias
Citas
- ^ http://www.firefusionpower.org/ASME_PPPL_Historical_DMM-4.pdf
- ^ Fusión: la energía del universo
- ^ "Energía de fusión nuclear" . Asociación Nuclear Mundial . Febrero de 2021.
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Bibliografía
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- Roberts, Michael (invierno de 1974). "El nacimiento de ORMAK: un recuerdo personal" (PDF) . Revisión ORNL .
- Smirnov, Vladimir (30 de diciembre de 2009). "Fundación Tokamak en URSS / Rusia 1950-1990" (PDF) . Fusión nuclear . 50 (1): 014003. Código bibliográfico : 2010NucFu..50a4003S . CiteSeerX 10.1.1.361.8023 . doi : 10.1088 / 0029-5515 / 50/1/014003 .
enlaces externos
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