Dispositivo de imán permanente MUSE: un reactor de fusión con piezas disponibles en el mercado

(a) Las 12 subpartes del soporte del imán permanente. (b) Las 16 bobinas de campo toroidales planas se colocan dentro de la estructura de soporte de corte por chorro de agua. (c) El recipiente de vidrio evacuado está conectado mediante acopladores de bajo espesor impresos en 3D. Los puertos de vidrio fueron soldados en caliente al marco. (Crédito: TM Qian et al., 2023)

Cuando piensas en un reactor de fusión como un tokamak o un stellarator, probablemente piensas en proyectos costosos que requieren costosos electroimanes hechos de aleaciones exóticas, ya sean superconductoras o no. El MUSE stellarator es un estudio interesante sobre cómo llevar las cosas completamente en la dirección opuesta. Su diseño y construcción fueron descritos en un artículo de 2023 de [T.M. Qian] Y colegas en Revista de física del plasma. La teoría se detalla en A. 2020 Cartas de revisión física papel por [P. Helander] Y colegas. Como jefe de Teoría Estelar del Instituto Max Planck, [P. Helander] Conoce bien a la estrella más avanzada del mundo: Wendelstein 7-X.

Como señaló en lápiz y papel. [P. Helander] et al., el uso de imanes permanentes puede simplificar enormemente las bobinas del campo magnético estelar, que luego se utilizan principalmente en el flujo magnético toroidal. Esta simplificación se refleja en el diseño de MUSE, ya que contiene sólo un número limitado de bobinas de campo toroidal idénticas, con un recipiente de vacío rodeado por estructuras impresas en 3D que tienen imanes permanentes incrustados en ellas. Estos imanes siguen un patrón que ayuda a dar forma al plasma dentro del recipiente de vacío, sin necesidad de una fuente de energía o enfriamiento (al menos en teoría).

Por supuesto, como señaló [P. Helander] Para otros, las limitaciones de los imanes permanentes son su intensidad de campo limitada, la incapacidad de ajustarlo y la desmagnetización a altas temperaturas. Esto puede limitar el número de aplicaciones prácticas de este enfoque, pero investigadores del Laboratorio de Física del Plasma de Princeton (PPPL) anunciaron recientemente En un artículo de autocomplacencia «Pronto» comenzarán experimentos reales con plasma con MUSE. Por supuesto, la falta de transformadores (refrigerados) limitará los experimentos en los que se puede utilizar MUSE.

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