Injector neutru pentru fuziune
Injectoarele neutre pentru fuziune sau injecția cu fascicul neutru englezesc NBI sunt dispozitive care permit încălzirea unei plasme, pentru a începe o reacție de fuziune nucleară susținută. Într-o plasmă izotopică de hidrogen limitată magnetic, un fascicul de particule neutre de mare energie transferă energia cinetică la plasmă, crescând temperatura acesteia. Utilizarea injectoarelor neutre a sporit performanța tokamak-urilor [1] , crescând puterea triplă și a permis accesul la o stare îmbunătățită de confinare a energiei numită modul H.
Particulele neutre prin interacțiunea cu plasma se ionizează, fiind astfel limitate la câmpuri magnetice, iar prin coliziuni ulterioare se încălzesc, eliberându-și energia. Este important ca ionii să fie limitați suficient de mult pentru a crește eficiența acestui proces. Mai mult, momentul indus în plasmă de fasciculul de particule permite crearea unui curent de plasmă suplimentar. Cu toate acestea, stabilitatea plasmei este redusă de aceste sisteme.
Metode alternative de încălzire suplimentare sunt, de exemplu, încălzirea prin radiofrecvență, de exemplu încălzirea prin rezonanță ciclotronă electronică (ECRH) și încălzirea prin rezonanță ciclonică ionică (ICRH) sau sistemele hibride (hibrid inferior, LH).
| P-NBI | N-NBI | ECRH | ICRH | LH | |
|---|---|---|---|---|---|
| AVION | 34 | - | - | 10 | 7 |
| JT-60U | 40 | 3 | 4 | 7 | 8 |
| TFTR | 40 | - | - | 11 | - |
| EST | - | - | 0,5 | 3 | 4 |
| DIII-D | 20 | - | 5 | 4 | - |
| ASDEX-U | 20 | - | 6 | 8 | - |
| JT60-SA * | 24 | 10 | 7 | - | - |
| ITER * | - | 33 | 20 | 20 | - |
Injectoare cu fascicul neutru instalate în experimente de fuziune nucleară
În prezent, toate experimentele majore de fuziune nucleară de tip tokamak folosesc NBI. Injectoarele tradiționale folosesc ioni de hidrogen pozitivi (P-NBI) accelerați de acceleratori electrostatici pentru a genera fasciculul neutru, prin schimbul de sarcină cu un nor de gaz (proces de neutralizare). Sisteme de acest tip sunt instalate de exemplu în JET [2] sau ASDEX-U . Injectoarele cu energie mai mare, care necesită utilizarea unui fascicul precursor de ioni negativi în loc de ioni pozitivi, sunt instalate în experimentele japoneze JT60-U și LHD . Viitorul experiment ITER va folosi ionul negativ NBI (N-NBI): cerințele privind durata impulsului (o oră), energia (1 MeV) și curentul accelerat (40A) nu au fost niciodată îndeplinite. Dezvoltarea acestei tehnologii este crucială pentru succesul ITER și, din acest motiv, se află în construcție o instalație de testare a injectorului neutru ITER la RFX Consortium, din Padova [3] .
JT-60U | LHD | ITER * | |
|---|---|---|---|
| Fascicul precursor | D - | H - | D - |
| Potențial maxim de accelerație (kV) | 400 | 190 | 1000 |
| putere maximă pe fascicul (MW) | 5.8 | 6.4 | 16.7 |
| Durată (e) impuls | 30 (2MW, 360kV) | 128 (la 0,2 MW) | 3600 |
Notă
- ^ înregistrări de fuziune , pe home.clara.net .
- ^ Puterea fasciculului neutru în cărțile de înregistrări, 09.07.2012 , pe ccfe.ac.uk (arhivată din original la 24 martie 2017) .
- ^ Construirea instalației de testare a fasciculului neutru , onigi.cnr.it .
linkuri externe
- Injectoare de particule neutre pentru ITER , la iter.org .
