Tokamak esférico logra el control estable del plasma por primera vez
El equipo de la Autoridad de Energía Atómica del Reino Unido (UKAEA) logró estabilizar el plasma en el tokamak esférico MAST Upgrade mediante la aplicación de un campo magnético tridimensional. Es la primera vez que esta técnica se utiliza con éxito en un reactor de este tipo, lo que permite eliminar inestabilidades críticas que afectaban al rendimiento y la viabilidad de los reactores de fusión.
Este experimento representa una validación muy importante para el diseño compacto del tokamak esférico, que busca ofrecer un confinamiento magnético más eficiente en comparación con los diseños toroidales tradicionales.
Características técnicas del tokamak esférico
MAST Upgrade presenta una geometría similar a una manzana con núcleo, una configuración que le permite operar con un menor campo magnético externo y una mayor presión interna. Si bien esta arquitectura ofrece ventajas en la eficiencia del confinamiento, también introduce retos específicos para el control del plasma, como el manejo térmico y la estabilización de los bordes.
Supresión total de ELM mediante bobinas magnéticas 3D
Uno de los desafíos críticos en la operación de un reactor de fusión es la aparición de Modos Localizados en el Borde (ELM), ráfagas de energía y partículas que pueden dañar seriamente los materiales internos del reactor. En este experimento, los investigadores utilizaron bobinas de Perturbación Magnética Resonante (RMP) para suprimir completamente estas inestabilidades.
Las bobinas RMP generan un campo magnético tridimensional que desorganiza de forma controlada la formación de ELM, evitando así su desarrollo. Esta técnica, ya aplicada en tokamaks convencionales, se validó por primera vez en una configuración esférica, confirmando su adaptabilidad a futuros diseños compactos.
¿Por qué eliminar los ELM es esencial para la energía de fusión?
Los ELM provocan erosión en las paredes internas del reactor y pueden interrumpir el confinamiento del plasma, lo que disminuye la eficiencia energética; su eliminación permite que el plasma se mantenga estable durante más tiempo, reduciendo el desgaste estructural y acercando la fusión a condiciones operativas sostenidas.
Este control preciso sobre los bordes del plasma es indispensable para escalar la tecnología a plantas comerciales, donde la operación continua y estable es un requisito esencial.
Control térmico dinámico en los desviadores del reactor
Otro logro técnico relevante fue el control independiente del flujo de plasma hacia los desviadores superior e inferior. Los desviadores son componentes que recogen el exceso de calor y partículas del plasma. Lograr que ambos puedan regularse por separado permite redistribuir la carga térmica si uno de ellos comienza a saturarse, sin alterar el comportamiento general del sistema.
Esta capacidad de ajuste fino mejora la fiabilidad del sistema, reduce el desgaste por concentración de calor y permite una operación más prolongada sin necesidad de intervención mecánica.
Configuración del plasma con alargamiento optimizado
Durante esta campaña, los investigadores consiguieron generar un plasma con un alargamiento de 2.5, es decir, una forma más alta y delgada. Esta geometría favorece un mejor confinamiento de la presión interna, mejora la estabilidad del plasma y permite alcanzar mayores niveles de rendimiento energético en un espacio más reducido.
El diseño de la forma del plasma es un factor determinante en la eficiencia de un reactor de fusión, y este resultado establece un nuevo estándar en cuanto a lo que puede lograrse en tokamaks esféricos.
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