Dispositivo helicoidal de gran tamaño

El Gran Dispositivo Helicoidal (大型ヘリカル装置, Ōgata Herikaru Sōchi ) ( LHD ) es un dispositivo de investigación de fusión ubicado en Toki, Gifu , Japón. Es operado por el Instituto Nacional para la Ciencia de la Fusión y es el segundo estelarizador superconductor más grande del mundo , después de Wendelstein 7-X . El LHD emplea un campo magnético de heliotrón desarrollado originalmente en Japón.

El objetivo del proyecto es realizar investigaciones sobre el confinamiento del plasma de fusión en un estado estable para dilucidar posibles soluciones a problemas de física e ingeniería en reactores de plasma helicoidales . El LHD utiliza inyección de haz neutro , radiofrecuencia de ciclotrón iónico (ICRF) y calentamiento por resonancia de ciclotrón electrónico (ECRH) para calentar el plasma, de forma muy similar a los tokamaks convencionales . El sistema de escape de partículas y calor del divertor helicoidal utiliza las grandes bobinas helicoidales para producir un campo desviador. Esta configuración permite la modificación del tamaño de la capa estocástica, que se coloca entre el volumen de plasma confinado y las líneas de campo que terminan en la placa del divertor. La investigación sobre plasma límite en el LHD se centra en la capacidad del divertor helicoidal como sistema de escape para heliotrones y estelarizadores. ^[1]^[2]

Historia

Diseño finalizado en 1987
Inicio de la construcción 1990
Operaciones de plasma desde 1998
- En 1999 se utilizó la inyección de haz neutro de 3 MW. ^[3]
- En 2005 mantuvo el plasma durante 3.900 segundos. ^[4]
En 2006 se añadió un nuevo enfriador de helio. Con este nuevo enfriador, hasta 2018 se han logrado un total de 10 operaciones de larga duración, alcanzando un nivel de potencia máxima de 11,833 kA. ^[5]
Para facilitar la aceptación pública, se diseñó un sistema de escape para atrapar y filtrar el tritio radiactivo que produce el proceso de fusión. ^[6]

Véase también

Referencias

^ Morisaki, T; et al. (2013). "Experimentos iniciales hacia el control del plasma de borde con un divertor helicoidal cerrado en LHD". Nucl. Fusion . 53 (6): 063014. Bibcode :2013NucFu..53f3014M. doi :10.1088/0029-5515/53/6/063014. S2CID 122537627.
^ Bader, Aaron; Effenberg, Florian; Hegna, Chris C. (6 de diciembre de 2018). "Progreso en la investigación sobre transporte de borde y divertores para plasmas estelarizadores" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2023-07-26.
^ Fujiwara, M.; Yamada, H.; Ejiri, A.; Emoto, M.; Funaba, H.; Ir a, M.; Ida, K.; Idei, H.; Inagaki, S.; Kado, S.; Kaneko, O.; Kawahata, K.; Kobuchi, T.; Komori, A.; Kubo, S.; Kumazawa, R.; Masuzaki, S.; Minami, T.; Miyazawa, J.; Morisaki, T.; Morita, S.; Murakami, S.; Muto, S.; Mutoh, T.; Nagayama, Y.; Nakamura, Y.; Nakanishi, H.; Narihara, K.; Nishimura, K.; et al. (1999). "Estudios de confinamiento de plasma en LHD". Fusión nuclear . 39 (11 años): 1659–1666. Código Bib : 1999NucFu..39.1659F. doi : 10.1088/0029-5515/39/11Y/305. S2CID 250824691. El calentamiento por NBI de 3 MW produjo plasmas con un producto triple de fusión de 8 × 10 ¹⁸ m ⁻³ keV s a una Intensidad de campo magnético de 1,5 T. Se alcanzaron simultáneamente una temperatura de electrones de 1,5 keV y una temperatura de iones de 1,1 keV a una densidad de electrones promedio lineal de 1,5 × 10 ¹⁹ m ⁻³
^ Logro de una descarga de una hora con ECH en LHD 2005
^ Hamaguchi, Imagawa, Obana, Yanagi y Mito (2018). "Operaciones del sistema de subenfriamiento de helio para las bobinas helicoidales LHD durante diez campañas experimentales de plasma". Plasma and Fusion Research . 13 : 3405057. Bibcode :2018PFR....1305057H. doi : 10.1585/pfr.13.3405057 .{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ "Diseño y puesta en marcha del sistema de detritiación de gases de escape para el Gran Dispositivo Helicoidal". ResearchGate . Consultado el 4 de marzo de 2019 .

Enlaces externos

Sitio web de dispositivo helicoidal de gran tamaño Archivado el 15 de octubre de 2011 en Wayback Machine Buenos diagramas (vale la pena archivar la página)
Plasmas de núcleo superdenso en LHD. Harris. 2008. 16 diapositivas. Avanzado: incluye modo de globo y futuras opciones de desarrollo.

35°19′34″N 137°10′07″E / 35.32611°N 137.16861°E / 35.32611; 137.16861

[1] Morisaki, T; et al. (2013). "Experimentos iniciales hacia el control del plasma de borde con un divertor helicoidal cerrado en LHD". Nucl. Fusion . 53 (6): 063014. Bibcode :2013NucFu..53f3014M. doi :10.1088/0029-5515/53/6/063014. S2CID 122537627.

[2] Bader, Aaron; Effenberg, Florian; Hegna, Chris C. (6 de diciembre de 2018). "Progreso en la investigación sobre transporte de borde y divertores para plasmas estelarizadores" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 2023-07-26.

[3] Fujiwara, M.; Yamada, H.; Ejiri, A.; Emoto, M.; Funaba, H.; Ir a, M.; Ida, K.; Idei, H.; Inagaki, S.; Kado, S.; Kaneko, O.; Kawahata, K.; Kobuchi, T.; Komori, A.; Kubo, S.; Kumazawa, R.; Masuzaki, S.; Minami, T.; Miyazawa, J.; Morisaki, T.; Morita, S.; Murakami, S.; Muto, S.; Mutoh, T.; Nagayama, Y.; Nakamura, Y.; Nakanishi, H.; Narihara, K.; Nishimura, K.; et al. (1999). "Estudios de confinamiento de plasma en LHD". Fusión nuclear . 39 (11 años): 1659–1666. Código Bib : 1999NucFu..39.1659F. doi : 10.1088/0029-5515/39/11Y/305. S2CID 250824691. El calentamiento por NBI de 3 MW produjo plasmas con un producto triple de fusión de 8 × 10 ¹⁸ m ⁻³ keV s a una Intensidad de campo magnético de 1,5 T. Se alcanzaron simultáneamente una temperatura de electrones de 1,5 keV y una temperatura de iones de 1,1 keV a una densidad de electrones promedio lineal de 1,5 × 10 ¹⁹ m ⁻³

[4] Logro de una descarga de una hora con ECH en LHD 2005

[5] Hamaguchi, Imagawa, Obana, Yanagi y Mito (2018). "Operaciones del sistema de subenfriamiento de helio para las bobinas helicoidales LHD durante diez campañas experimentales de plasma". Plasma and Fusion Research . 13 : 3405057. Bibcode :2018PFR....1305057H. doi : 10.1585/pfr.13.3405057 .{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[6] "Diseño y puesta en marcha del sistema de detritiación de gases de escape para el Gran Dispositivo Helicoidal". ResearchGate . Consultado el 4 de marzo de 2019 .