Nuclear el reactor tokamak Alcator C-Mod establece el récord mundial Bashny.Net

Los científicos e ingenieros del Centro de estudios del plasma y la fusión del instituto tecnológico de massachusetts dado un paso adelante en la búsqueda de energía limpia. El equipo ha establecido un nuevo récord mundial de la presión del plasma en un reactor tokamak Alcator C-Mod. La presión del plasma es un elemento clave para la producción de energía en el proceso de fusión y, por primera vez, el nuevo resultado del mit ha alcanzado más de 2 ambientes. El líder y el investigador principal en el Alcator earl Мармар presentará un informe del organismo Internacional de energía atómica y la energía de fusión en la conferencia el 17 de octubre en kioto, japón.



 

La fusión nuclear tiene el potencial para la producción de una cantidad casi ilimitada de las reservas de agua potable, обезуглероженной de energía. La síntesis es el mismo proceso, con la que se alimenta el sol, puede ser implementado en los reactores, que imitan las condiciones de сверхгорячих en miniatura de las "estrellas" de plasma, (calentado gas) que se encuentran en un campo magnético. A lo largo de más de 50 años, se ha sabido que, para garantizar la viabilidad de la síntesis en la superficie de la Tierra, el plasma debe estar muy caliente (más de 50 millones de grados), debe ser estable bajo una fuerte presión y contener en la que se fija el volumen.

Éxito de la síntesis también exige que el producto como el producto de tres factores (densidad de partículas del plasma, tiempo de residencia y temperatura) ha alcanzado un determinado valor. Por encima de este valor (el llamado "triple producto"), se libera la energía en un reactor superior a la energía necesaria para continuar la reacción.

La presión, que es el producto de la densidad y de la temperatura, es de aproximadamente dos tercios de este problema. La cantidad de energía producida se incrementa con una superficie de presión, como la duplicación de la presión conduce a четырехкратному aumento de la producción de energía.



Durante 23 años Alcator C-Mod se encuentra en funcionamiento del instituto tecnológico de massachusetts, el récord de la presión del plasma en el dispositivo magnético de retención en repetidas ocasiones han logrado. El récord anterior de 1,77 atmósferas que fue instalado en el año 2005 (también en el Alcator C-Mod). Estableciendo un nuevo récord en el 2,05 de la atmósfera, el resultado ha mejorado en un 15%, la temperatura en el interior Alcator C-Mod ha llegado a más de 35 millones de grados centígrados, dos veces superando la temperatura en el centro del Sol.

El plasma se produjo 300 billones de reacciones de fusión en el segundo y la fuerza de cierre del campo magnético llegó a 5.7 tesla. Esto dio lugar a la formación de 1,4 millones de amperios de la corriente eléctrica y el calentamiento de más de 4 millones de vatios. La reacción se produjo en un monto de alrededor de 1 metro cúbico (no muchos más vestidor) y el plasma, se continuó durante dos segundos completos.

Otros experimentos de fusión realizados en un reactor, como el Alcator llegado a estas temperaturas, pero a presiones más cercano a 1 atmósfera; los resultados del mit han superado los indicadores de alta presión alcanzada en non-Alcator dispositivos aproximadamente en un 70%.

Mientras que la contribución de Alcator C-Mod en la promoción de la energía de fusión fue considerable, — él se quedaba con la investigación y el objeto. En el año 2012 el ministerio de energía ha decidido dejar de financiación Alcator debido a la presión por parte de presupuesto para la construcción de ITER. Después de esta decisión, el Congreso de estados unidos recuperó la financiación de Alcator C-Mod período de tres años que terminó el 30 de septiembre.

"Es un logro notable, en el que se destaca el muy exitoso programa de Alcator C-Mod en el Instituto tecnológico de massachusetts", dice dale ministerio de relaciones exteriores, ex director adjunto del Laboratorio de física de plasma de princeton, que no estaba directamente involucrado en los experimentos. "Récord de presión del plasma confirma que el enfoque de alto campo magnético — atractivo de la ruta de acceso a la práctica de la energía de fusión".

"Este resultado confirma que la alta presión necesaria para la combustión del plasma, puede ser la mejor manera de lograr con la ayuda de tales высокомагнитных тотамаков como Alcator C-Mod", dice ricardo betty, robert L. Маккрори, profesor de ingeniería mecánica, de la física y astronomía en la Universidad de rochester.

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Alcator C - Mod es la única en el mundo compacto, la fusión del reactor de alto campo magnético con una mejora en la forma en el diseño llamado tokamak (transliteración de la palabra rusa "anillos de la cámara"), que limita la super-caliente plasma en la cámara toroidal de la forma. Высокоинтенсивное campo magnético C-Mod (hasta el 8 de tesla, o 160 000 los campos magnéticos de la Tierra) permite que el dispositivo para crear densas y calientes, de plasma y mantener su estabilidad, con más de 80 millones de grados. Su campo magnético es más del doble de la que comúnmente se utiliza en otras construcciones, con lo que aumenta su capacidad para disuadir de plasma presión en 4 veces.

 
C-Mod ocupa el tercer lugar entre токамаков de un fuerte campo magnético, por su construcción y explotación en el mit por primera vez pronunció el profesor de física del instituto tecnológico de massachusetts bruno Коппи. El profesor de ingeniería eléctrica e informática de ron parker encabezó la fase de diseño. El profesor ian hutchinson, del Departamento de ciencia y tecnología dirigió su construcción y los primeros 10 años de funcionamiento antes de 2003.

A pesar de que en el nuevo dispositivo ha sido anunciado y han construido, recientemente establecido el récord de la presión en C-Mod, probablemente, se mantendrá los próximos 15 años. Tokamak ITER en la actualidad se encuentra en fase de construcción en francia, serán alrededor de 800 veces mayor que Alcator C-Mod, pero va a funcionar en el más bajo de un campo magnético. Según un reciente informe del departamento de energía, se espera que el trabajo a plena potencia ITER, llegará a 2.6 atmósferas año 2032.

Alcator C-Mod también es similar en tamaño y costo de la нонтотамаку de la fusión por confinamiento magnético, el desarrollo de la que se ocupaban de las empresas privadas de la fusión nuclear, a pesar de que esta instalación puede llegar a 50 veces más presión.

"Compactas токамаки con un fuerte campo proporcionan una emocionante oportunidad para acelerar el desarrollo de la fusión de la energía, de modo que en poco tiempo los resultados positivos en el problema del cambio climático y en cuestión de un futuro de energía limpia serán posibles — creo que todos compartimos estos objetivos", dice dennis white, un profesor de ciencias de la ingeniería Hitachi America, director del Centro de estudios del plasma y la fusión, y el jefe del Departamento de ciencia y tecnología del instituto tecnológico de massachusetts.



 

Estos experimentos se han planificado y llevado a cabo en el último día de trabajo en el Alcator C-Mod el equipo de mit y el personal de otros laboratorios en los estados unidos, incluyendo el Laboratorio de física de plasma de princeton, oak Риджской el laboratorio nacional y de la empresa General Atomics. El objeto de Alcator C-Mod, que el 30 de septiembre se cerró oficialmente después de 23 años, deja un gran legado de la cooperación. Alcator C-Mod contribuyó a la redacción de más de 150 tesis de doctorado y la realización de decenas de proyectos de investigación Interinstitucionales.

Para entender de qué manera los principios de diseño Alcator C-Mod puede ser aplicado a la producción de energía eléctrica, el equipo del mit sobre la síntesis está trabajando en la adaptación de los nuevos disponibles de alta temperatura сверхпроводников alta, los campos que se pueden producir campos magnéticos aún mayor de la fuerza sin el consumo de electricidad o de calor.Estos superconductores son el componente central de un marco conceptual de la instalación piloto, bajo el nombre de Affordable Robust Compact (ARC) un reactor, que es capaz de producir hasta 250 millones de vatios de electricidad. publicado

 

Fuente: phys.org/news/2016-10-alcator-c-mod-tokamak-nuclear-fusion.html