ARTE TECNOLOGICA

confinamento magnetico del plasma

Nella fusione a confinamento magnetico del plasma caldo è contenuto in un vaso vuoto, in cui un campo magnetico esterno opportunamente configurati e / o un campo generato da una corrente indotta nel plasma stesso impedisce il plasma da colpire le pareti del vaso. 
configurazioni magnetiche Diverse sono state studiati, per esempio, configurazioni speculari, in cui le linee di forza del campo magnetico sono aperte linearmente, e toroidale configurazioni simmetriche (ad esempio, stellarator e tokamak). 
L'idea che ha dato i migliori risultati finora in fusione a confinamento magnetico è iltokamak .

Nucleare energia di legame vs massaTokamak come "ciambella" & campi magnetici

Il tokamak è un dispositivo di forma toroidale caratterizzato da un vaso vuoto o camera, formando la "ciambella", in cui il plasma è confinato da un campo magnetico e destinata a forzare le linee del campo lungo un percorso a spirale. Questo tipo di configurazione magnetica è ottenuta Combinando un campo magnetico toroidale intenso, prodotto da bobine magnetiche poste intorno alla ciambella, con un campo magnetico poloidale, ottenuti inducendo esternamente una corrente nel plasma. La corrente poloidale aiuta anche a prevenire le particelle di plasma di migrare verso le pareti del vaso. Le particelle di plasma spirale intorno alle linee di campo di forza. Un'altra serie di bobine magnetiche esterne viene utilizzato per fornire campi magnetici ausiliari che controllano la posizione del plasma nel ciambella .






 

La configurazione tokamak è particolarmente stabile e permette al plasma di essere confinato per lungo tempo.

Plasma Riscaldamento

Poiché il plasma è un conduttore elettrico può essere riscaldato inducendo una corrente dall'esterno. . Il plasma nelle forme ciambella il circuito secondario di un trasformatore il cui circuito primario è esterno 
Così, la corrente indotta ha due scopi: per generare il campo poloidale e per riscaldare il plasma a temperature elevate ("4 corrente" nella figura seguente) . Questo tipo di riscaldamento è chiamato "resistivo" o "resistivo" e obbedisce legge di Joule. In realtà, è simile al riscaldamento che si verifica in una lampada elettrica o riscaldamento.

Nucleare energia di legame vs massaTokamak come "ciambella" & campi magnetici

 

Tuttavia, l'effetto del riscaldamento ohmico è limitato ("4 di" in figura) perché la resistenza del plasma diminuisce all'aumentare della temperatura, quindi la temperatura massima che può essere ottenuta nel plasma è solo qualche milione di gradi. Se vogliamo raggiungere le temperature necessarie per la fusione termonucleare, dobbiamo usare metodi di riscaldamento aggiuntivi:

  • assorbimento di onde elettromagnetiche , che vengono iniettati nel plasma mediante guide d'onda o antenne (1 in figura);
  • iniezione di atomi neutri ad alta energia cinetica , che attraversano il campo magnetico, diventare ionizzato e trasferire la loro energia al plasma attraverso collisioni (2 in figura);
  • compressione adiabatica del plasma , ottenuta spostando il plasma verso regioni in cui il campo magnetico è maggiore, aumentando di conseguenza la temperatura del plasma (3 nella figura).

 

 

 

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