Wendelstein 7-AS

Wendelstein 7-AS (abreviado W7-AS , por "Advanced Stellarator") fue un estellarador experimental que estuvo en funcionamiento desde 1988 hasta 2002 en el Instituto Max Planck de Física del Plasma (IPP) en Garching . ^{[1] [2]} Fue el primero de una nueva clase de estellaradores avanzados con bobinas modulares, diseñados con el objetivo de desarrollar un reactor de fusión nuclear para generar electricidad.

El experimento fue sucedido por Wendelstein 7-X , cuya construcción comenzó en Greifswald en 2002, se completó en 2014 y comenzó a funcionar en diciembre de 2015. El objetivo de su sucesor es investigar la idoneidad de los componentes diseñados para un futuro reactor de fusión. ^[3]

Wendelstein 7-AS era un estelarizador , un dispositivo que genera los campos magnéticos necesarios para confinar un plasma de hidrógeno caliente mediante bobinas que transportan corriente fuera del plasma. Son candidatos potenciales para reactores de fusión diseñados para un funcionamiento continuo, ya que la corriente fluye exclusivamente por el exterior de la máquina, a diferencia del tokamak , que genera los campos magnéticos de confinamiento a partir de la corriente que fluye dentro del propio plasma.

Wendelstein 7-AS fue el primero de una serie de experimentos con estellarator IPP ^[4] con un sistema de bobina modular que crea los campos magnéticos retorcidos necesarios para confinar el plasma. Fue diseñado para dar a los campos magnéticos más grados de libertad que permitieran darles una forma más cercana a la configuración teórica óptima. ^[5] Debido a la limitada potencia de cálculo y la necesidad de probar rápidamente la validez del concepto en el estellarator, solo se llevó a cabo una optimización parcial de los campos magnéticos en Wendelstein 7-AS. ^{[ verificación necesaria ]} Fue solo en el dispositivo sucesor Wendelstein 7-X donde se llevó a cabo una optimización completa del código utilizado para generar los campos. ^{[6] [7]}

Los siguientes resultados experimentales confirmaron las predicciones de un Wendelstein 7-AS parcialmente optimizado y condujeron al desarrollo y construcción del Wendelstein 7-X: ^[8]

• El campo magnético fue capaz de atrapar partículas de plasma (principalmente iones de hidrógeno y electrones ) con energías térmicas más altas que sus predecesores. Esta mejora hizo posible alcanzar temperaturas ocho veces superiores a la temperatura interna del Sol (dentro del anillo de plasma para los electrones), y ligeramente más (temperatura interna del Sol) para los iones de hidrógeno.
• Además, se ha demostrado que el estelarador parcialmente optimizado se comporta de forma extraordinariamente "amable" en lo que respecta a las inestabilidades del plasma , lo que es de gran importancia para el funcionamiento continuo de un futuro reactor. Las inestabilidades pueden provocar un enfriamiento temporal o la pérdida de partículas de plasma calientes y, por lo tanto, reducir la presión y las temperaturas del plasma en el interior del recipiente.
• En el Wendelstein 7-AS se ha utilizado con éxito un denominado desviador de isla (por primera vez en un estelarizador), que elimina las impurezas del plasma y, de este modo, refrigera el plasma caliente en su interior. Para ello, las líneas de campo magnético en el borde del plasma se han deformado de tal forma que los iones multicargados del plasma caliente chocan contra las placas deflectoras seleccionadas y distribuyen su energía de la forma más económica posible, evitando así el sobrecalentamiento local. ^{[9] [10]}
• El Wendelstein 7-AS fue el primer estelarizador que accedió al modo H (H de "alto confinamiento"), que anteriormente solo era accesible para los tokamaks. Esto le permite alcanzar fácilmente las condiciones de ignición de un reactor de fusión, ya que el plasma es capaz de desarrollar una capa aislante de unos pocos centímetros de espesor desde el borde de la máquina, lo que permite alcanzar temperaturas más altas en el interior.