En experimentos como los tokamaks, normalmente se usa un transformador óhmico (primario) para producir corriente en el plasma (secundario) cambiando del campo magnético más positivo al negativo. Idealmente, uno quiere que una corriente esté siempre presente, aunque la dirección no es necesariamente importante. Pero, ¿podría usarse una bobina superconductora como el devanado primario de un transformador para plasmas tokamak?
Parece que uno puede voltear la bobina físicamente para invertir la dirección del campo magnético para producir el cambio de flujo requerido en el tiempo (y luego continuar repitiendo este proceso). Por lo tanto, la dirección de la corriente de plasma cambiaría cada vez que se volteara físicamente la bobina superconductora, lo que requeriría trabajo por parte del operador, pero esencialmente permitiría la operación continua. Los principales problemas que puedo prever son los siguientes:
1) Habrá un breve momento en el que la corriente de plasma llegue a 0 y, por lo tanto, la transformación rotacional estará ausente, aunque las pérdidas de transporte durante este período pueden ser insignificantes si se opera lo suficientemente rápido.
2) Durante la rotación de la bobina superconductora, el campo magnético ya no apunta puramente verticalmente sino que puede apuntar hacia el recipiente con una permeabilidad magnética finita, por lo que perturbará el plasma (posiblemente causando grandes pérdidas/inestabilidad dependiendo de la velocidad de giro). ).
¿Hay otros problemas evidentes? ¿Es esto algo que posiblemente podría funcionar y/o ha sido probado?
En un tokamak, la corriente de plasma inductivo es impulsada por el principio del transformador, donde el plasma de forma toroidal corresponde al devanado secundario. Tal accionamiento de corriente solo es posible siempre que se aumente o disminuya el voltaje en el devanado primario. El campo magnético generado por esa corriente tiene dirección poloidal . Los componentes del campo magnético toroidal mucho más fuertes (aproximadamente un orden de magnitud mayor) son generados por las correspondientes bobinas de campo magnético.
Usted está sugiriendo, si lo entendí correctamente, usar bobinas superconductoras en lugar de la corriente de plasma. Esto es algo que se ha hecho y se sigue investigando en los llamados Levitrons o Spheratrons (también te puede interesar el heliac ). Sin embargo, no puedo imaginar cómo voltearía esa bobina físicamente durante la descarga, eso parece no ser posible; también tenga en cuenta que el campo magnético toroidal mucho más fuerte podría plantear un problema aquí.
También tenga en cuenta que para tokamaks similares a reactores, una operación pulsada no es una opción, no pueden depender de la corriente de plasma inductivo. Por esa razón, se ha investigado mucho sobre formas alternativas de conducción de corriente y, afortunadamente, existe la llamada corriente de arranque que está prevista para reemplazar la corriente de conducción inductiva; esto se ha demostrado en algunos tokamaks a gran escala. funcione e ITER demostrará que también funciona en niveles más cercanos a la escala del reactor.
Mateo24
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