Caldera de fusión sin sarro: el secreto está en las paredes ⚡ экспресс
Los regímenes de bajo reciclaje son atractivos para la contención del plasma en el núcleo, ya que proporcionan alta temperatura y baja densidad en el borde, pero agravan el problema de la evacuación del calor. En estas condiciones, el camino libre medio de las partículas en la SOL es grande, y los modelos fluidos pierden precisión: se necesita un enfoque cinético. El modelado conjunto girocinético y fluido de la geometría del tokamak esférico STEP mostró que se pueden alcanzar altas temperaturas y baja densidad en la SOL si la pared de la cámara está recubierta con un material de bajo reciclaje, incluso sin reemplazar las placas del divertor. Los efectos cinéticos resultaron determinantes: en comparación con los cálculos fluidos, la girocinética predice una retención más eficaz de las impurezas cerca del divertor y una ampliación de la zona de flujo de calor debido a las derivas. Esto suprime el transporte de impurezas hacia el núcleo durante la pulverización y reduce las cargas térmicas máximas en el receptor, incluso sin desacoplamiento. Los datos obtenidos son un paso importante hacia la implementación de un régimen de bajo reciclaje, a pesar de las limitaciones de materiales como el litio.
Un reactor de fusión se asemeja a una caldera gigante donde se «cuece» helio a partir de hidrógeno. El plasma en su interior alcanza 150 millones de grados, diez veces más caliente que el núcleo del Sol. Pero como en cualquier caldera, aquí se forma sarro: impurezas dañinas que se depositan en las paredes y apagan el plasma.
Los físicos propusieron fabricar las paredes con material esponjoso que absorba las impurezas y evite que regresen al combustible. Esto conserva el calor, pero provoca un fuerte sobrecalentamiento. Los cálculos por computadora mostraron que, si se sigue el movimiento de cada partícula por separado en lugar de como un flujo continuo, las impurezas pesadas se arrinconan solas en un compartimento llamado divertor. Al mismo tiempo, el calor se distribuye uniformemente, evitando que las paredes se fundan.
Incluso si la «olla» principal devuelve partículas, los paneles absorbentes en otras paredes pueden llevar el reactor a un modo de combustión limpia. Esto acerca las plantas de energía de fusión confiables.
🎯 En un vaso de agua se esconde tanta energía de fusión que bastaría para abastecer de calor y electricidad a una casa durante un año.
🎬 En la película «Spider-Man 2», el doctor Octavius pone en marcha un sol artificial, un reactor de fusión que se descontrola. El problema de la contención del plasma, que hoy intentan resolver los científicos, se convierte allí en una catástrofe.