Bueno voy a empezar a escribir y a ver a dónde me lleva esto. A lo mejor me queda un tochopost.
Alcanzar 100M de grados centígrados en un reactor de fusión no es demasiado complicado (si este ha sido diseñado de manera acorde). Es una cifra que han conseguido muchos reactores y desde hace tiempo. Lo que es importante indicar aquí es que los experimentos que hacemos en los reactores son experimentos muy específicos, en los que buscamos una medición en concreto u observar un determinado fenómeno. Por eso la inmensa mayoría de experimentos (aquí utilizo la palabra experimento como pulso indistitamente, porque es mediante pulsos como hacemos experimentos en tokamaks) son poco interesantes para el ciudadano medio.
Lo que pasa es que para el ciudadano medio, cuando se habla de 100M de grados centígrados pues es algo que impacta (normal). A mi lo que me impacta más es el gradiente de temperatura que se produce en estas máquinas. En el centro del plasma tenemos 100M de grados centígrados, pero a unos centímetros tenemos unos pocos kelvin porque los imanes funcionan a estas temperaturas. Es probablemente el mayor gradiente de temperatura de todo el universo xD
El tema de los 20 segundos quizá es más sorprendente, pero hay que entender que el objetivo de la inmensa mayoría de reactores no es realizar pulsos de larga duración, sino como he dicho antes, buscar algunos fenómenos en concreto. Esto no quiere decir que otros reactores no puedan alcanzar esta cifra; simplemente no fueron concebidos para ello. Por lo que parece, la misión de KSTAR es la de preparar el conocimiento en pulsos de larga duración para ITER.
Sin embargo, la noticia me deja más dudas que respuestas. Imagino que es una simple press release y que en unos meses tendremos un paper. Por ejemplo, en 2003 se publicó un paper explicándo cómo habían conseguido un pulso de 6 minutos en el Tore Supra (ahora WEST). Hay que entender el motivo fundamental por el que los tokamaks no pueden funcionar en régimen continuo (y digo fundamental porque los motivos técnicos -i.e. temperatura en materiales- o las inestabilidades en el plasma no tienen por qué ser específicas en los tokamaks -bueno quizá algunas inestabilidades). No voy a entrar en detalles pero es básicamente porque para confinar magnéticamente el plasma necesitamos un campo magnético helicoidal, y en los tokamaks los conseguimos combinando un campo toroidal y un campo poloidal. El campo poloidal es generado mediante un solenoide central, que induce una corriente en el plasma, y esta corriente produce el campo poloidal. Lo que ocurre en la ley de la inducción es que la corriente a través del solenoide ha de incrementar en el tiempo, y no podemos incrementar en el tiempo algo de manera indefinida, en algún momento tenemos que parar (antes de alcanzar el límite del material). Este es el motivo fundamental por el que los tokamaks tienen que funcionar de manera pulsada.
Ahora bien, uno puede decir: ¿y no podemos crear ese campo magnético sin el solenoide central? ¿entonces podríamos funcionar de manera indefinida?
La respuesta es sí a la primera (no a la segunda) y es exactamente como lo hicieron en Tore Supra (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0029-5515/44/5/L01/meta). Cuando dice non-inductive operation quiere decir, exactamente, que la corriente en el plasma se consigue sin usar el solenoide central (sí que lo usaron para iniciar el calentamiento del plasma), a través de otros medios (Lower Hybrid en este caso, que es grosso modo enviar ondas a la frecuencia de resonancia de los iones y los electrones, estos las absorben e incrementan su energía).
Por eso digo que la noticia me deja más preguntas que respuestas. ¿Cómo han conseguido mantener la corriente en el plasma? ¿Qué tipo de sistemas auxiliares han usado? etc etc
