modo localizado en el borde

Un modo localizado en el borde (ELM) es una inestabilidad del plasma que ocurre en la región del borde de un plasma de tokamak debido a relajaciones periódicas de la barrera de transporte del borde en modo de alto confinamiento . Cada ráfaga de ELM está asociada con la expulsión de partículas y energía del plasma confinado hacia la capa de raspado. Este fenómeno se observó por primera vez en el tokamak ASDEX en 1981. ^{[ 1 ]} Los efectos diamagnéticos en las ecuaciones del modelo expanden el tamaño del espacio de parámetros en el que se pueden recuperar soluciones de dientes de sierra repetidos en comparación con un modelo MHD resistivo . ^{[ 2 ]} Un ELM puede expulsar hasta el 20 por ciento de la energía del reactor. ^{[ 3 ]}

ELM es un desafío importante en la investigación de fusión magnética con tokamaks, ya que estas inestabilidades pueden:

• Dañar los componentes de la pared (en particular las placas del divertor ) mediante ablación debido a su tasa de transferencia de energía extremadamente alta (GW/m ² ); ^{[ 4 ]}
• Potencialmente acoplar o desencadenar otras inestabilidades, como el modo de pared resistiva (RWM) o el modo de desgarro neoclásico (NTM). ^{[ 5 ]}

Se han realizado diversos experimentos y simulaciones para intentar mitigar los daños causados ​​por las ELM. Las técnicas incluyen:

• La aplicación de perturbaciones magnéticas resonantes (RMP) con bobinas conductoras de corriente dentro del recipiente puede eliminar o debilitar los ELM. ^{[ 6 ]}
• Inyección de gránulos para aumentar la frecuencia y, por lo tanto, disminuir la gravedad de las ráfagas ELM ( ASDEX Upgrade ).
• Múltiples ELM de pequeña escala (000 s/s) en los tokamaks para evitar la creación de ELM grandes, distribuyendo el calor asociado sobre un área e intervalo mayores ^{[ 7 ].}
• Aumentar la densidad del plasma y, a altas densidades, ajustar la topología de las líneas del campo magnético que confinan el plasma. ^{[ 8 ]}

En 2003, DIII-D comenzó a experimentar con perturbaciones magnéticas resonantes para controlar los ELM. ^{[ 9 ]}

En 2006 se inició una iniciativa (Proyecto Aster) para simular un ciclo ELM completo, incluyendo su inicio, la fase altamente no lineal y su decaimiento. Sin embargo, esto no constituía un ciclo ELM "verdadero", ya que un ciclo ELM verdadero requeriría modelar el crecimiento lento posterior al colapso para producir un segundo ELM.

A finales de 2011, varios centros de investigación habían demostrado el control activo o la supresión de ELM en plasmas de tokamak. Por ejemplo, el tokamak KSTAR utilizó configuraciones específicas de campo magnético tridimensional asimétrico para lograr este objetivo. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

En 2015, se publicaron los resultados de la primera simulación para demostrar el ciclo ELM repetido. ^{[ 12 ]}

En 2022, los investigadores comenzaron a probar la hipótesis de ELM pequeño en JET para evaluar la utilidad de la técnica. ^{[ 7 ] [ 3 ]}

• Perturbaciones magnéticas resonantes : campos magnéticos no axisimétricos utilizados para controlar las inestabilidades del borde del tokamak , utilizados para controlar los ELM. 
• Inestabilidad del plasma : grado en que la perturbación de un sistema de plasma en equilibrio lo desestabilizará. Páginas que muestran breves descripciones de los objetivos de redirección. 
• Tokamak : dispositivo de confinamiento magnético utilizado para producir energía de fusión termonuclear. 

• Kirk, A; Liu, Yueqiang; Chapman, IT; Harrison, J; Nardon, E; Scannell, R; Thornton, AJ (2013-03-06). "Efecto de las perturbaciones magnéticas resonantes en los ELM en plasmas doblemente nulos conectados en MAST". Plasma Physics and Controlled Fusion . 55 (4) 045007. arXiv : 1303.0146 . Bibcode : 2013PPCF...55d5007K . doi : 10.1088/0741-3335/55/4/045007 . ISSN 0741-3335 . S2CID 119208710 .  
• Tala, Tuomas; Garbet, Xavier (2006). «Física de las barreras del transporte interno» (PDF) . Cuentas Rendus Physique . 7 (6): 622– 633. Bibcode : 2006CRPhy...7..622T . doi : 10.1016/j.crhy.2006.06.005 - vía Elsevier Science Direct .