Tema 9: Dispositivos de fusión: Configuración magnética. Cámara de vacío. Calentamiento del plasma.

Question 1

Características generales de una planta de fusión.

Answer 1

• Se aprovecha el calor generado para convertir agua en vapor y con una turbina generar electricidad.
• El vapor es condensado en un ciclo de refrigeración.

Question 2

Campo magnético: Tokamak

Answer 2

• Forma toroidal para confinar el plasma con el campo magnético.

Question 3

Calentamiento del plasma.

Answer 3

• Cuando se inicia la fusión:
  · Parte de la energía generada es depositada en el plasma por medio de partículas alfa .
  · Parte de la energía es disipada por neutrones y la radiación.
• Tipos de calentamiento:
  · Óhmico
  · Por ondas electromagnéticas
  · Por invección de haces de partículas neutras.

Question 4

Calentamiento óhmico.

Answer 4

• La corriente en el seno del plasma hace que se libere calor (efecto Joule). Este calor es absorbido por el plasma, pero a mayor temperatura mejor conductividad (cada vez se genera menos calor).

Question 5

Calentamiento por ondas electromágneticas.

Answer 5

• Emisión de ondas electromágneticas a la frecuencia resonante del plasma (máxima absorción).

Question 6

Calentamiento por invección de haces de partículas neutras.

Answer 6

• Se produce acelerando partículas e inyectándolas en el plasma.
• Las partículas neutras viajan en línea recta hasta que son ionizadas por las colisiones y pasan a formas parte del plasma.

Question 7

Inestabilidades del plasma.

Answer 7

• Disrupción del plasma: pérdida del confinamiento (puede dañar la cámara de reacción).
• ELMs (modos localizados en el borde)

Question 8

Parámetro beta del plasma.

Answer 8

• Indicador económico de la eficiencia del reactor (beta > 5% para ser económicamente útil).
• beta = presión_interna(gas) / presión_magnética
• beta > 1: los efectos cinéticos predominan.
• beta < 2: los efectos magnéticos son predominantes.

Question 9

Superconductividad en el interior.

Answer 9

• Se produce fruto de la temperatura (resistividad nula).

Question 10

Tokamak.

Answer 10

• Cámara toroidal con bobinas magnéticas.
• Campo formado por bobinas que recubren el toro. Bobinas funcionan como superconductores (muy refrigeradas).
• Se añade campo poloidal para corregir la deriva magnética.