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PID2021-123175NB-I00

Financiado

SIMULACIONES DE TRANSPORTE EN PLASMAS CONFINADOS EN STELLARATORS Y APLICACIONES...

SIMULACIONES DE TRANSPORTE EN PLASMAS CONFINADOS EN STELLARATORS Y APLICACIONES AL DISEÑO DE DISPOSITIVOS OPTIMIZADOS LOS CONCEPTOS MAS AVANZADOS PARA UN REACTOR DE FUSION BASADO EN CONFINAMIENTO MAGNETICO SON EL TOKAMAK Y EL STELLARATOR. EN AMBOS CASOS, SE EMPLEAN CAMPOS MAGNETICOS CON SUPERFICIES MAGNETICAS TOROIDALES ANIDADAS PARA CONFINAR UNA... ver más

01/01/2021

IFMIF- DONES

54K€

Presupuesto del proyecto: 54K€

Líder del proyecto

IFMIF- DONES No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

TRL 4-5 | 42M€

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01

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Participantes

IFMIF- DONES

Lider

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Líder del proyecto

IFMIF- DONES

TRL 4-5 | 42M€

Presupuesto del proyecto 54K€

Descripción del proyecto LOS CONCEPTOS MAS AVANZADOS PARA UN REACTOR DE FUSION BASADO EN CONFINAMIENTO MAGNETICO SON EL TOKAMAK Y EL STELLARATOR. EN AMBOS CASOS, SE EMPLEAN CAMPOS MAGNETICOS CON SUPERFICIES MAGNETICAS TOROIDALES ANIDADAS PARA CONFINAR UNA MEZCLA CALIENTE DE ELECTRONES E IONES DE ISOTOPOS DEL HIDROGENO. LA CONFIGURACION MAGNETICA DEL TOKAMAK TIENE SIMETRIA AXIAL, LO CUAL GARANTIZA UN BUEN CONFINAMIENTO. SIN EMBARGO, PARTE DE SU CAMPO MAGNETICO SE GENERA MEDIANTE UNA GRAN CORRIENTE TOROIDAL EN EL INTERIOR DEL PLASMA, Y ESTO PLANTEA CIERTOS PROBLEMAS. POR UN LADO, ESTA CORRIENTE PUEDE DAR LUGAR A INESTABILIDADES MHD. POR EL OTRO, LA NECESIDAD DE PRODUCIR ESTA CORRIENTE DE FORMA INDUCTIVA COMPLICA LA OPERACION EN ESTADO ESTACIONARIO. LOS STELLARATORS NO TIENEN ESTAS DESVENTAJAS, LO CUAL LOS HACE ATRACTIVOS COMO CONCEPTO PARA FUTURAS CENTRALES ELECTRICAS COMERCIALES: PUESTO QUE SU CAMPO MAGNETICO SE GENERA CASI COMPLETAMENTE MEDIANTE BOBINAS EXTERNAS, SU OPERACION ES INTRINSECAMENTE ESTACIONARIA, Y ESTAN LIBRES DE INESTABILIDADES GENERADAS POR LAS CORRIENTES DEL PLASMA. LA CONTRAPARTIDA ES QUE SU CONFIGURACION MAGNETICA SE VUELVE TRIDIMENSIONAL, Y POR TANTO SON MAS DIFICILES DE DISEÑAR Y CONSTRUIR. ES NECESARIO RECURRIR A LA OPTIMIZACION, ES DECIR, AL DISEÑO CUIDADOSO DE LAS BOBINAS, DE MODO QUE LA CONFIGURACION MAGNETICA DEL STELLARATOR CUMPLA UNA SERIE DE CRITERIOS Y TENGA UN CONFINAMIENTO DE CALIDAD COMPARABLE A LA DEL TOKAMAK. ESTOS CRITERIOS PUEDEN INCLUIR BAJO TRANSPORTE NEOCLASICO (CAUSADO POR LA INHOMOGENEIDAD DEL CAMPO MAGNETICO Y LAS COLISIONES ENTRE PARTICULAS) Y TURBULENTO, CORRIENTES PEQUEÑAS DENTRO DE LAS SUPERFICIES MAGNETICAS Y BUEN CONFINAMIENTO DE LOS IONES RAPIDOS. ADICIONALMENTE, LA TRIDIMENSIONALIDAD DE LA CONFIGURACION MAGNETICA DEL STELLARATOR HACE NECESARIOS TEORIAS Y CODIGOS SOFISTICADOS PARA MODELAR ESTOS PROCESOS DE TRANSPORTE.WENDELSTEIN 7-X (W7-X) ES EL PRIMER STELLARATOR GRANDE DISEÑADO MEDIANTE OPTIMIZACION, Y SUS PRIMERAS CAMPAÑAS EXPERIMENTALES HAN SIDO UN GRAN EXITO. SIN EMBARGO, SE DISEÑO HACE DECADAS Y HAY MARGEN PARA LA MEJORA, EN PARTICULAR EN RELACION AL CONFINAMIENTO DE LOS IONES RAPIDOS Y AL TRANSPORTE TURBULENTO. EL SIGUIENTE PASO EN LA RUTA HACIA EL STELLARATOR REACTOR DEBE SER UNA MAQUINA QUE ESTE SUFICIENTEMENTE OPTIMIZADA CON RESPECTO A TODOS LOS CRITERIOS NECESARIOS. EL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES CONTRIBUIR A ESE PASO LLEVANDO LA TEORIA Y SIMULACION DEL TRANSPORTE EN STELLARATORS AL NIVEL DE MADUREZ NECESARIO PARA MEJORAR DECISIVAMENTE LA EXPLOTACION EXPERIMENTAL Y OPTIMIZACION DE STELLARATORS. ESPECIFICAMENTE:- DESARROLLAREMOS CODIGOS NUMERICOS QUE PUEDAN CALCULAR DE FORMA PRECISA Y EFICIENTE EL TRANSPORTE NEOCLASICO DE ESPECIES TERMICAS E IONES RAPIDOS Y LA CORRIENTE PARALELA A LAS SUPERFICIES MAGNETICAS. LOS COMPARAREMOS CON LOS CODIGOS ESTANDAR DE LA COMUNIDAD STELLARATOR Y, CUANDO SEA POSIBLE, LOS VALIDAREMOS MEDIANTE COMPARACION CON EL EXPERIMENTO.- MEJORAREMOS Y EMPLEAREMOS CODIGOS GIROCINETICOS PARA MODELAR EL TRANSPORTE TURBULENTO DE ENERGIA, PARTICULAS E IMPUREZAS (ES DECIR, ESPECIES DIFERENTES A LOS ELECTRONES E ISOTOPOS DE HIDROGENO), Y VALIDAREMOS NUESTRAS PREDICCIONES EN EXPERIMENTOS EN W7-X, LHD Y TJ-II.- USANDO ESTAS HERRAMIENTAS, MEJORAREMOS LAS ESTRATEGIAS DE OPTIMIZACION DE STELLARATORS Y PRODUCIREMOS NUEVAS CONFIGURACIONES OPTIMIZADAS CON BOBINAS FACTIBLES PARA DISPOSITIVOS DE NUEVA GENERACION.- EXTRAPOLAREMOS NUESTROS DESCUBRIMIENTOS A ESCENARIOS REACTOR. NERGIA\OPTIMIZACION\TRANSPORTE\SIMULACION\CINETICA\PLASMA\STELLARATOR\CONFINAMIENTO MAGNETICO\FUSION

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