Tokamak



La palabra Tokamak, acrónimo del ruso тороидальная камера с магнитными катушками -toroidal'naya kamera s magnitnymi katushkami-, (en español cámara toroidal con bobinas magnéticas), designa un toro en cuya cámara sin aire se pretende confinar un plasma mediante dos fuertes campos magnéticos. Uno es creado por líneas magnéticas que rodean la cámara toroidal y el otro creado por la intensa corriente eléctrica del plasma mismo. Este plasma está compuesto por partículas cargadas muy ligeras que son aceleradas por el campo magnético hasta alcanzar velocidades próximas a la de la luz. El plasma se vuelve tan caliente que no se conocen materiales capaces de soportar tales temperaturas, de ahí la necesidad de aislarlo con un medio inmaterial como un campo magnético.

Conocimientos adicionales recomendados

El objetivo de este aparato es obtener la fusión de las partículas del plasma, lo que generaría grandes cantidades de energía. En efecto, la reacción nuclear de fusión de dos partículas ligeras en una partícula más estable de peso medio produce una energía en relación con la equivalencia de Einstein:

E = {m} \cdot {c^2}

Las ventajas de la fusión sobre la fisión (que se utiliza hoy en las centrales nucleares) son que no produce desechos radiactivos directos y que no precisa de un combustible no renovable y tan escaso como el uranio. En cambio, es mucho más difícil de iniciar. No se ha alcanzado el punto de equilibrio entre la energía que se necesita para acelerar y confinar el plasma y la que se obtiene con la fusión de algunas partículas. Sin embargo no hay razones teóricas para ello, sino sólo razones técnicas, que el proyecto internacional ITER tendrá que resolver.

Fue creado en los años 1950 por los físicos rusos Ígor Tamm y Andréi Sajarov.

En 1956 comenzaron las investigaciones experimentales de estos sistemas en el Instituto de Energía Atómica «I. V. Kurchatov» de la Academia de Ciencias de la URSS, en tal caso el primer tokamak consistió en una cámara de vacío con forma toroidal en la cual se contenía hidrógeno y un dispositivo eléctrico que por fuertes descargas ionizaba dicho gas hasta llevarle al estado plasmático, un fuerte campo magnético helicoidal provocado con potentes electroimanes lograba el confinamiento del plasma de elevadísimas temperaturas .

El 21 mayo 2006 se anuncia que físicos estadounidenses han superado uno de los problemas de la fusión nuclear, el fenómeno llamado modos localizados en el borde, o ELMs (por sus siglas en inglés) que provocaría una erosión del interior del reactor, obligando a su reemplazo frecuentemente.
En un artículo publicado el domingo 21 de mayo de 2000 en la revista británica Nature Physics, un equipo dirigido por Todd Evans de la empresa General Atomics, California, anuncia el descubrimiento de que un pequeño campo magnético resonante, proveniente de las bobinas especiales ubicadas en el interior de la vasija del reactor, crea una interferencia magnética “caótica” en el borde del plasma que detiene la formación de flujo.

El 24 de mayo de 2006 Los siete socios del proyecto ITER --Unión Europea, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur, la India, Rusia y China-- firmaron en Bruselas el acuerdo internacional para el lanzamiento del reactor de fusión internacional, que se construirá en Cadarache, en el Sudeste de Francia usando el diseño Tokamak. Los costes de construcción del reactor se estimaron en 4.570 millones de euros y la duración de la construcción en 10 años. La UE y Francia se comprometieron a contribuir con el 50% del costo, mientras que las otras seis partes acordaron aportar cada una alrededor del 10%.

Enlaces externos y referencias

  • General Atomics Fusión Group (Inglés, contenido técnico y educacional)
  • Рубрикон / Большая советская энциклопедия / Токамак (La gran enciclopedia soviética).
  • Российский энциклопедический словарь. El diccionario enciclopédico ruso.
  • Energía nuclear: el poder del átomo
 
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