Balance de energía dentro de los reactores termonucleares

Por • 29 jul, 2022 • Sección: Leyes

Mijaíl Shubov

Los reactores termonucleares son una gran promesa para el futuro de la humanidad. Dentro de los reactores Tokamak y Stellarator, el plasma está confinado por campos magnéticos retorcidos. Los reactores que producen energía de fusión han existido desde Princeton Large Torus Tokamak en 1978, sin embargo, en todos los reactores construidos hasta ahora, la pérdida de energía del plasma superó ampliamente la producción de energía de fusión. Para que una planta de energía termonuclear funcione, la energía de fusión generada debe exceder significativamente la pérdida de energía por el plasma. Hay cuatro procesos por los cuales el plasma pierde energía: radiación de neutrones, radiación de Bremsstrahlung, radiación de sincrotrón y conducción de calor a las paredes. Para un reactor de deuterio-tritio, el 80% de la energía producida por la fusión se pierde por la radiación de neutrones, alrededor del 4% al 6% de la energía de fusión se pierde por la Bremsstrahlung y la radiación de sincrotrón.3En el reactor, el 5% de la energía producida por la fusión se pierde por la radiación de neutrones, entre el 50% y el 75% de la energía de fusión se pierde por la Bremsstrahlung y la radiación de sincrotrón. El aumento de la temperatura de funcionamiento del reactor reduce las pérdidas por radiación de Bremsstrahlung y aumenta las pérdidas por radiación de sincrotrón. La pérdida de energía por conducción es independiente o depende débilmente de la producción de energía de fusión. Hasta ahora, ningún modelo teórico o experimental único puede predecir con precisión la pérdida de potencia de conducción. Para los pequeños Tokamaks y Stellarators, la pérdida de potencia por conducción supera con creces la potencia generada por la fusión. Para reactores termonucleares grandes y potentes que aún no se han construido, la pérdida de potencia por conducción debería ser mucho menor que la potencia producida por fusión.

arXiv:2104.06251v2 [physics.plasm-ph]

Plasma Physics (physics.plasm-ph)

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