Laboratorio Nacional de Fusion

TJIU Torsatron

Torsatron

Un torsatrón es una trampa magnética en la que la líneas de campo magnético que van a retener le plasma se configuran totalmente mediante bobinas arrolladas alrededor de la cámara de vacío. Estas bobinas tienen forma de hélice y se donominan bobinas helicoidales.

En el torsatrón TJ-IU, una sola bobina (amarilla) determina el campo helicoidal, l=1. El número de vueltas que da la bobina alrededor de la cámara es m=6. Se añaden bobinas, llamadas de campo vertical (rojas) para impedir que el plasma se expanda hacia la pared externa de la cámara. La forma, la posición de las bobinas y la corriente que pasa por ellas son críticas y se definen con cálculos teóricos. Si zeta es el ángulo toroidal del torsatrón y phi el ángulo poloidal, la ley de arrollamiento de la hélice es zeta = 1/6 (phi+0.4 sin(phi)).

El programa experimental de este dispositivo se centra esencialmente en el estudio de la posible influencia de la cizalladura magnética de la configuración magnética en fenómenos de turbulencia del plasma que puedan afectar al transporte de las partículas y de la energía del mismo. También se pretende realizar experimentos de control de dicha turbulencia mediante inyección de microondas a la frecuencia ciclotrónica de los electrones, modulada a la frecuencia característica de la turbulencia en un proceso de realimentación.

TJIU Configuración de Referencia

Radio mayor, R0:                                        0.6   m
Radio del plasma promedio, <a>:                         0.10  m
Radio menor de la bobina, Rc:                           0.24  m
Número de periodos:                                     6
Transformada rotacional en el eje:                      0.30
Shear:                                                  casi cero
Profundidad del pozo magnético:                         6.9   %
Ripple magnético en el eje:                             7.6   %
Elongación del eje helicoidal:                          0.025 m
Intensidad del campo magnético en phi=30 grados:        0.5   T
Calentamiento (ECRH):                                   200   kW, 28 - 37.5 GHz, 2nd harmónico

Vista de la cámara de vacío y las bobinas

Vessel_Coils"


Vista del plasma y la bobina helicoidal

Plasma_Helix


Comparación de superficies magnéticas teóricas y experimentales

iota(0) = 0.23:

FluxSurfacesTJIU_1

iota(0) = 1/3:

FluxSurfacesTJIU_2


Superficies magnéticas teóricas

TJ1_0 0 grados

TJ1_15 15 grados

TJ1_30 30 grados

TJ1_45 45 grados