Los físicos de JET están listos para probar el combustible del tokamak ITER

El tokamak británico Toro europeo conjunto (CHORRO) pronto comenzará a probar una mezcla de combustible que se utilizará en el futuro ITER, el reactor de fusión experimental más grande del mundo. La fusión nuclear es un proceso que tiene lugar al sol. Dominarlos puede proporcionar a la humanidad una fuente casi inagotable de energía limpia.

CHORRO es 10 veces más pequeño que ITER. En diciembre estuvo allí con experimentos tritio empezó. Con esto, la humanidad lidera por primera vez desde 1997 Reacciones de fusión con cantidades significativas de este elemento.

En junio de este año, las pruebas comenzarán con cantidades iguales de tritio y Deuterio están involucrados en la reacción. Así es exactamente como funcionará el ITER para que podamos obtener más energía de la fusión de la que ponemos en ella. Hasta ahora, la humanidad no ha podido generar ninguna ganancia neta de energía a partir de la fusión.

Video solo como ejemplo.  

Finalmente, después de años de preparación, hemos llegado al punto en el que podemos empezar a probar. Estamos listos, dice Joelle Mailloux, quien dirige el programa de ciencias en JET. Los experimentos en JET ayudarán a los científicos a predecir cómo resultará esto Plasma en ITER y ajuste los parámetros operativos del tokamak grande en consecuencia. Esta es la simulación más cercana de las condiciones del ITER que podemos hacer en este momento, explica Tim Luce, científico jefe de Experimento ITER. Las pruebas para las que se prepara JET son la culminación de dos décadas de investigación. Se espera que el ITER esté operativo en 2. En este momento habrá poca energía en él. Reaktionen realizado con hidrógeno. A partir de 2035, sin embargo, solo utilizará tritio y deuterio en una proporción de 1: 1. Tanto ITER como JET utilizan un campo magnético muy fuerte para contener y comprimir el plasma. Las temperaturas en el JET pueden alcanzar los 100 millones de grados Celsius. Esto es muchas veces más alto que en el núcleo del sol.

Los últimos experimentos que la humanidad llevó a cabo con fusión de tritio solo se llevaron a cabo en JET. El objetivo era establecer un récord en la relación entre la energía ganada y la energía utilizada. JET estableció un récord de Q = 0,67 que todavía es válido hoy. El objetivo del experimento de este año es lograr un resultado similar y mantener la reacción durante al menos 5 segundos. De esta forma, los científicos quieren obtener datos sobre el comportamiento del plasma durante un período de tiempo más largo.

Trabajando con tritio presenta a los especialistas nuevos retos. Los especialistas de CHORRO han pasado los últimos 2 años ajustando sus equipos y preparándolos para trabajar con este elemento radiactivo. El tritio tiene una vida media muy corta, se encuentra naturalmente en trazas y se produce como un producto intermedio en las centrales nucleares. La producción mundial total de tritio es de solo 20 kilogramos.

Tan pronto como el Experimentos con tritio el interior del JET se vuelve radiactivo y no se debe ingresar durante 18 meses. Tuvimos que cambiar nuestros procedimientos. Todo tiene que funcionar la primera vez. No podremos entrar y modificar nada, explica Ian Chapman. Durante las pruebas, JET utilizará menos de 60 gramos de tritio, que se recicla. El combustible que contiene una fracción de gramo de tritio se agrega de 3 a 14 veces al día Tokamak inyectado. Cada una de estas inyecciones es un experimento separado con parámetros ligeramente diferentes, y cada una proporciona a los científicos de 3 a 10 segundos de datos útiles. De esta manera, queremos verificar nuestro conocimiento actual y utilizarlo para futuros trabajos, dice Mailloux. En algunos experimentos solo se usa tritio, en otros se usa tritio y Deuterio utilizado en proporciones iguales.

Con ambos tipos de experimentos, los investigadores quieren comprender cómo una mayor masa de tritio afecta el comportamiento del plasmas afecta. Este elemento tiene dos neutrones en su núcleo, mientras que el deuterio tiene uno e hidrógeno, ninguno. Esta investigación ayudará a predecir lo que sucederá en el ITER en el futuro. Esto se debe a que la masa de los isótopos afecta el campo magnético o la temperatura del plasma. "Necesitamos investigar qué está sucediendo allí y por qué está sucediendo", explica Anna White, física de plasma del MIT.

Otra diferencia importante con los últimos experimentos con tritio en 1997 es que el interior de CHORRO ahora está revestido con los mismos materiales de protección que el interior de ITER. Debido a que estos materiales pueden dar energía al plasma y enfriarlo, es fundamental comprender cómo afectan la fusión. Y no olvide otro factor muy importante. Gente. Los últimos experimentos con tritio se llevaron a cabo hace 24 años. La nueva generación de físicos no tiene absolutamente ninguna experiencia con este elemento. Ahora tienen la oportunidad de aprender de colegas más experimentados.