¿Cómo se acelera inicialmente el combustible del reactor de fusión?

Si, en un reactor tokamak de fusión nuclear, comienzas con combustibles neutros, ¿cómo aceleras los átomos lo suficientemente rápido para encender el reactor?

¿O todas las partículas tienen que ionizarse para empezar?

Respuestas (2)

Además de las ondas de radio, como se menciona en la respuesta de @peterh, también existe otro mecanismo importante que constituye una de las principales ventajas de un tokamak: el calentamiento óhmico . Déjame intentar explicar.

En un tokamak , a diferencia de un stellarator , impulsas una fuerte corriente en el plasma que genera parte del campo magnético de confinamiento. Esta corriente también contribuye a calentar el plasma, es lo que llamamos calentamiento óhmico . Tenga en cuenta que el calentamiento óhmico por sí solo no es suficiente para alcanzar las temperaturas de fusión, para esto necesitamos un mecanismo de calentamiento adicional como las ondas de radio.

La corriente en el plasma se induce según la idea del transformador: el plasma es el devanado secundario y un solenoide central actúa como devanado primario. Aumentando un voltaje en este último, indujo la corriente de plasma. O, para ser más precisos, crea un fuerte campo eléctrico. Este campo luego acelera los electrones libres, que siempre tienes en un gas. Esos electrones libres desencadenan un proceso de avalancha que conduce a la formación de un plasma.

Las ondas de radio se utilizan a menudo para soportar la avería en un tokamak, pero no son un requisito. En un stellarator, por otro lado, no hay transformador y solo se utilizan ondas de radio para una avería.

(Nota: interpreté que su pregunta se refería al desglose inicial, ya que mencionó "comenzar con combustibles neutros").

Con ondas de radio. Esencialmente, un tokamak es también un gran horno de microondas.

Entonces, ¿los átomos no tienen que ser ionizados de antemano?
@KurtHikes A 10000K, todos están ionizados. Entre la temperatura ambiente y el estado de plasma, el calentamiento es probablemente mucho menos efectivo. Pero no es un problema muy grande, lo importante es lo que pasa entre los 10000K y los 20millones de K.