BeRReKà escribió:A falta de entender nada la notica, que guapa la foto desde dentro del tokamak, o como se llame
BeRReKà escribió:A falta de entender nada la notica, que guapa la foto desde dentro del tokamak, o como se llame
Ashdown escribió:http://www.xataka.com/energia/alemania-acaba-de-producir-plasma-de-hidrogeno-a-gran-escala-por-primera-vez
En el artículo se dice que han confinado plasma de hidrógeno ahí haciendo sus movidillas de fusión en helio y tal que nos tiene que acercar a poder abandonar las fogatillas de pretóleo y gas fulano.
/summon @G0RD0N sensacionalismo o realmente ha habido un avance en esa tierra que habitas llena de teutonas?
.josem138 escribió:siento que he viajado al futuro solo con leer ese post
![[+risas]](/images/smilies/nuevos/risa_ani3.gif "más risas")
G0RD0N escribió:Ashdown escribió:http://www.xataka.com/energia/alemania-acaba-de-producir-plasma-de-hidrogeno-a-gran-escala-por-primera-vez
En el artículo se dice que han confinado plasma de hidrógeno ahí haciendo sus movidillas de fusión en helio y tal que nos tiene que acercar a poder abandonar las fogatillas de pretóleo y gas fulano.
/summon @G0RD0N sensacionalismo o realmente ha habido un avance en esa tierra que habitas llena de teutonas?
Invocado de hallo
El articulo cuenta muy en grandes rasgos lo que ocurrió ayer en Greifswald, aunque patina en algunos matices.
Los reactores de fusión tipo Stellarator no confinan el plasma "más potentemente", de hecho si tiene un un punto débil es que el confinamiento es más débil y difícil de obtener que en los tokamaks y éste es el responsable de alcanzar el punto de ignición (ley de Lawson).
Por otro lado, y es una verdad a medias que se repite sistémicamente, si bien es cierto que el producto de la fusión de deuterio y tritio es helio y un neutrón, un reactor de fusión si que generará residuos debido a la radiación neutronica, que activará los materiales con los cuales reaccionen estos neutrones. La diferencia con los reactores de fisión es que estos residuos son de corta duración, de un orden de magnitud de 10².
Tampoco es cierto que el plasma no toque las paredes: no es posible evitar que las lineas de campo magnético intersecten las paredes en algún momento. De hecho esto tampoco es de per se un problema catastrófico, ya que de alguna forma el helio producido constantemente en la fusión hay que purgarlo para que no contamine el plasma y eso se produce debido a la deriva de las particulas hacia el separatrix (la última linea cerrada de campo magnético): a partir de aquí, las particulas son transportadas a unas zonas especiales (los divertores), donde estas impurezas son extraídas. La clave para que un choque de una partícula contra la pared sea más o menos grave es su ángulo de incidencia: a menor ángulo el flujo normal de calor a la pared disminuye con el seno de este ángulo, así que sabiendo la configuración magnética generada por las bobinas en el plasma las paredes se diseñan para minimizar estos ángulos.
Os tengo que confesar que con la historia del Wendelstein he estado siempre más que asombrado. Aun sabiendo que un Stellarator es probablmente una de las máquinas más complejas que nos habremos echado nunca a la cara, Alemania puso en sus hombros la construcción del más grande Stellarator hasta la fecha. Lo que sabe poca gente es que en Madrid (CIEMAT) hay otro Stellarator relativamente sofisticado, el TJ-II, pero de bobinas planas. En el Wendelstein 7X las bobinas son 3D y sin duda alguna ha sido el rompecabezas a resolver. Una vez resuelto este grandísimo escollo, ahora toca recoger lo sembrado durante unos años para comprovar que entendemos la física de plasma en los Stellarators y resolver algunos problemas, entre ellos el del confinamiento que os decía antes.
El Stellarator ofrece grandísimas ventajas frente a los Tokamaks, entre ellas:
1. Es una máquina intrínsicamente estacionaria, es decir, no requiere funcionamiento pulsado como los tokamaks. Esto está siendo un verdadero quebradero de cabeza para los planes de comercialización por razones que me llevarían demasiadas líneas de post
2. Requerimientos de corriente auxiliar mucho más pequeños que en tokamak, consiguiéndose ganancias de energía mayores.
3. No hay inestabilidades (o al menos no macroscópicas) de corriente en el plasma, así que no se requiere de complejos controles retroalimentados de estas inestabilidades.
4. Extremadamente importante: no hay disrupciones (otro tema que daría para otro post), o por decirlo de alguna manera, "latigazos" (que pueden generar fuerzas y momentos en las estructuras del núcleo de varios mega Newtons / mega Newtons-metro), llegando poder a destruir las paredes.
Pero por el contrario, los inconvenientes saltan a la vista viendo los esquemas de un Stellarator:
1. Geometría muy compleja: bobinas 3D, vasija3D, manto 3D, divertor 3D, plasma 3D... requiriendo en general también elevadísimas precisiones de piezas y montaje (mm) y un complejo sistema de mantenimiento remoto.
2. Confinamiento pobre, como comentamos antes, aunque esto puede ser resuelto poco a poco tras optimizaciones ahora que Wendelstein 7-X está operativo.
3. Tendencia a acumular impurezas, que también será resuelto poco a poco al operar Wendelstein 7-X
Se avecinan años interesantes en este área también.
G0RD0N escribió:Ashdown escribió:http://www.xataka.com/energia/alemania-acaba-de-producir-plasma-de-hidrogeno-a-gran-escala-por-primera-vez
En el artículo se dice que han confinado plasma de hidrógeno ahí haciendo sus movidillas de fusión en helio y tal que nos tiene que acercar a poder abandonar las fogatillas de pretóleo y gas fulano.
/summon @G0RD0N sensacionalismo o realmente ha habido un avance en esa tierra que habitas llena de teutonas?
Invocado de hallo
El articulo cuenta muy en grandes rasgos lo que ocurrió ayer en Greifswald, aunque patina en algunos matices.
Los reactores de fusión tipo Stellarator no confinan el plasma "más potentemente", de hecho si tiene un un punto débil es que el confinamiento es más débil y difícil de obtener que en los tokamaks y éste es el responsable de alcanzar el punto de ignición (ley de Lawson).
Por otro lado, y es una verdad a medias que se repite sistémicamente, si bien es cierto que el producto de la fusión de deuterio y tritio es helio y un neutrón, un reactor de fusión si que generará residuos debido a la radiación neutronica, que activará los materiales con los cuales reaccionen estos neutrones. La diferencia con los reactores de fisión es que estos residuos son de corta duración, de un orden de magnitud de 10².
Tampoco es cierto que el plasma no toque las paredes: no es posible evitar que las lineas de campo magnético intersecten las paredes en algún momento. De hecho esto tampoco es de per se un problema catastrófico, ya que de alguna forma el helio producido constantemente en la fusión hay que purgarlo para que no contamine el plasma y eso se produce debido a la deriva de las particulas hacia el separatrix (la última linea cerrada de campo magnético): a partir de aquí, las particulas son transportadas a unas zonas especiales (los divertores), donde estas impurezas son extraídas. La clave para que un choque de una partícula contra la pared sea más o menos grave es su ángulo de incidencia: a menor ángulo el flujo normal de calor a la pared disminuye con el seno de este ángulo, así que sabiendo la configuración magnética generada por las bobinas en el plasma las paredes se diseñan para minimizar estos ángulos.
Os tengo que confesar que con la historia del Wendelstein he estado siempre más que asombrado. Aun sabiendo que un Stellarator es probablmente una de las máquinas más complejas que nos habremos echado nunca a la cara, Alemania puso en sus hombros la construcción del más grande Stellarator hasta la fecha. Lo que sabe poca gente es que en Madrid (CIEMAT) hay otro Stellarator relativamente sofisticado, el TJ-II, pero de bobinas planas. En el Wendelstein 7X las bobinas son 3D y sin duda alguna ha sido el rompecabezas a resolver. Una vez resuelto este grandísimo escollo, ahora toca recoger lo sembrado durante unos años para comprovar que entendemos la física de plasma en los Stellarators y resolver algunos problemas, entre ellos el del confinamiento que os decía antes.
El Stellarator ofrece grandísimas ventajas frente a los Tokamaks, entre ellas:
1. Es una máquina intrínsicamente estacionaria, es decir, no requiere funcionamiento pulsado como los tokamaks. Esto está siendo un verdadero quebradero de cabeza para los planes de comercialización por razones que me llevarían demasiadas líneas de post
2. Requerimientos de corriente auxiliar mucho más pequeños que en tokamak, consiguiéndose ganancias de energía mayores.
3. No hay inestabilidades (o al menos no macroscópicas) de corriente en el plasma, así que no se requiere de complejos controles retroalimentados de estas inestabilidades.
4. Extremadamente importante: no hay disrupciones (otro tema que daría para otro post), o por decirlo de alguna manera, "latigazos" (que pueden generar fuerzas y momentos en las estructuras del núcleo de varios mega Newtons / mega Newtons-metro), llegando poder a destruir las paredes.
Pero por el contrario, los inconvenientes saltan a la vista viendo los esquemas de un Stellarator:
1. Geometría muy compleja: bobinas 3D, vasija3D, manto 3D, divertor 3D, plasma 3D... requiriendo en general también elevadísimas precisiones de piezas y montaje (mm) y un complejo sistema de mantenimiento remoto.
2. Confinamiento pobre, como comentamos antes, aunque esto puede ser resuelto poco a poco tras optimizaciones ahora que Wendelstein 7-X está operativo.
3. Tendencia a acumular impurezas, que también será resuelto poco a poco al operar Wendelstein 7-X
Se avecinan años interesantes en este área también.
![[beer]](/images/smilies/nuevos2/brindando.gif "brindis")
![[carcajad]](/images/smilies/nuevos/risa_ani2.gif "carcajada")
![[sonrisa]](/images/smilies/nuevos/risa_ani1.gif "sonrisa")
"Es decir, tenemos que construir una máquina capaz de producir y manipular una bola de plasma de 100 millones de grados."
. 
G0RD0N escribió:De nada, gracias hombre!
@enanon: pero es que en aquella ocasión no llevaba razón y me lo demostraste con sendas fotos increíbles de contraejemplo
El tema del funcionamiento pulsado de los tokamaks es un verdadero dolor de cabeza por varias razones.
Por una parte, para los ingenieros de componentes de la vasija toroidal, principalmente los que se encargan de los divertores y el manto (más conocidos como los blankets).
Estos dos componentes son los que encaran directamente al plasma y los que van a sufrir su mala leche, es decir radiación fotónica, neutrónica, térmica, choque de partículas de alta energía y, en condiciones accidentales, ELMsy disrupciones. En particular para los blankets, le tenemos que sumar que:
(1) los blankets, de un espesor de alrededor de 1m, no trabajan a una temperatura uniforme, sino que tienen un gradiente térmico bastante elevado a lo largo de su espesor, que va entre 550 ºC en la zona que da al plasma (o "primera pared") y 300 ºC alejándonos de esta primera pared. El por qué de estas temperaturas se puede explicar luego si alguien tiene interés.
Por otra parte (2) las estructuras de dentro del blanket van refrigeradas normalmente por helio a muy alta presión, entorno a 80 atm (otro punto a explicar luego si queréis).
El punto (1) y (2) ya generan de por sí tensiones en la estructura de la pared importantes, pero llevaderas... sino fuese por (3) el funcionamiento pulsado del tokamak fuerza a los blankets a trabajar en compressión o tracción dependiendo del ciclo, bajo fatiga: debido a que algunas partes del acero están a esas altas temperaturas, se da un fenómeno de fluencia del metal (exagerando, se va estirando como un chicle bajo tensión constante) y al final se producen interacciones raras de fluencia y fatiga que acorta la vida útil de los blankets de forma considerable.
Uno podría pensar: "ah, pues refuerzo las estructuras del blanket para que resista más y ya está"... habría más tela que cortar para explicar esto también
Bueno, pues esto por el lado de los componentes enfrentados al plasma... pero la pesadilla con el funcionamiento pulsado sólo acaba de empezar.
Mirándo desde el punto de vista comercial, nadie va a gastarse un céntimo en un reactor que vaya a volcar electricidad a la red de forma intermitente, aun cuando esa intermitencia es conocida. Se podría pensar en poner centrales en tándem, pero el coste de todo el paquete se nos va. Y por si fuera poco... tampoco es técnicamente posible una producción pulsada de potencia, ya que las turbinas de centrales eléctricas, que son monstruosas, prácticamente no aguantan ciclos de fatiga: game over.
Bueno, no del todo, hay un truco que es el que se usa en concentradores solares, por ejemplo: guardar energía en tanques con un fluido especial (sal fundida) durante lo alto de un pulso y usarla para los periodos donde el tokamak este en ciclo bajo. De esta forma, entre el circuito primario (el del helio en los blankets) y el secundario (el ciclo Rankine de vapor de la turbina) se puede intercalar un circuito intermedio que acumule energía y que la libere para generar corriente constantemente.
Como veis, el funcionamiento pulsado del tokamak es de todo menos gracioso. Es por eso que el funcionamiento continuo del Stellarator es tan atractivo.
