Espejo magnetico
Un espejo magnético , conocido como trampa magnética (магнитный захват) en Rusia y brevemente como pirotrón en los EE. UU., Es un tipo de dispositivo de confinamiento magnético utilizado en la energía de fusión para atrapar plasma de alta temperatura utilizando campos magnéticos . El espejo fue uno de los primeros enfoques importantes de la energía de fusión, junto con las máquinas estelar y z-pinch .
En un espejo magnético clásico, se utiliza una configuración de electroimanes para crear un área con una densidad creciente de líneas de campo magnético en cada extremo del área de confinamiento. Las partículas que se acercan a los extremos experimentan una fuerza creciente que eventualmente hace que cambien de dirección y regresen al área de confinamiento. [1] Este efecto espejo solo se producirá para partículas dentro de un rango limitado de velocidades y ángulos de aproximación, las que se encuentran fuera de los límites escaparán, lo que hará que los espejos tengan "fugas" inherentes.
Un análisis de los primeros dispositivos de fusión realizado por Edward Teller señaló que el concepto básico del espejo es inherentemente inestable. En 1960, los investigadores soviéticos introdujeron una nueva configuración de "mínimo B" para abordar esto, que luego fue modificada por investigadores del Reino Unido en la "bobina de béisbol" y por los EE.UU. en el diseño de "imán yin-yang". Cada una de estas introducciones condujo a mayores aumentos en el rendimiento, amortiguando varias inestabilidades, pero requiriendo sistemas de imanes cada vez más grandes. El concepto de espejo en tándem , desarrollado en los EE. UU. Y Rusia aproximadamente al mismo tiempo, ofreció una forma de fabricar máquinas de energía positiva sin requerir enormes imanes y entrada de energía.
A fines de la década de 1970, muchos de los problemas de diseño se consideraron resueltos, y el Laboratorio Lawrence Livermore comenzó el diseño de la Instalación de Prueba de Fusión de Espejos (MFTF) basado en estos conceptos. La máquina se completó en 1986, pero en ese momento, los experimentos en el Tandem Mirror Experiment más pequeño revelaron nuevos problemas. En una ronda de recortes presupuestarios, MFTF fue suspendido y finalmente eliminado. Un concepto de reactor de fusión llamado Bumpy torus hizo uso de una serie de espejos magnéticos unidos en un anillo. Fue investigado en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge hasta 1986. [2] Desde entonces, el enfoque del espejo ha tenido menos desarrollo, a favor del tokamak., pero la investigación de espejos continúa hoy en países como Japón y Rusia. [3]
El concepto de confinamiento de plasma en espejo magnético fue propuesto a principios de la década de 1950 de forma independiente por Gersh Budker [4] en el Instituto Kurchatov , Rusia y Richard F. Post [5] en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore en los Estados Unidos.
Con la formación del Proyecto Sherwood en 1951, Post comenzó el desarrollo de un pequeño dispositivo para probar la configuración del espejo. Este consistía en un tubo de pyrex lineal con imanes alrededor del exterior. Los imanes se organizaron en dos juegos, un juego de pequeños imanes espaciados uniformemente a lo largo del tubo y otro par de imanes mucho más grandes en cada extremo. En 1952 pudieron demostrar que el plasma dentro del tubo estaba confinado durante mucho más tiempo cuando se encendían los imanes de espejo al final. En ese momento, se refirió a este dispositivo como el "pirotrón", pero este nombre no se popularizó.
