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Credit: Hans Schneider scienziati PPPL Robert Mozulay e Weiguo Que Newswise - La corrente elettrica che gli esperimenti poteri di fusione richiede un controllo superbo. Senza di essa, le bobine magnetiche le unità attuali non possono contenere e modellare il plasma che alimenta gli esperimenti correttamente in tokamak a forma di ciambella. Ora, gli ingegneri presso il Dipartimento di Princeton Plasma Physics Laboratory Energy (PPPL) hanno messo a punto una versione aggiornata di un componente elettronico chiave che aiuta a regolare la corrente che alimenta le bobine in recentemente completato National Spherical Torus Experiment-upgrade di PPPL (NSTX-U) . Il dispositivo, noto come generatore di cottura digitale, sostituisce un dispositivo analogico nella macchina precedente che era meno precisa e più difficile da mantenere. Questo aggiornamento porterà NSTX-U in linea con altri tokamak di tutto il mondo che utilizzano lo stesso tipo di dispositivo. Gli ingegneri - Robert Mozulay, Weiguo Que, e Charles Neumeyer - hanno presentato i loro risultati al Simposio 26 su Fusion Ingegneria nel giugno 2015. Questo lavoro è stato sostenuto dal DOE Office of Science (Office of Fusion Scienze Energy). "Il generatore di cottura digitale è molto importante per garantire che NSTX-U un funzionamento efficace e affidabile", ha Neumeyer. "Questi nuovi generatori di prolungare la durata degli alimentatori che formano la spina dorsale del sistema di alimentazione elettrica di PPPL, e di fornire il preciso controllo necessarie per guidare le correnti nel magnete NSTX-U bobina fino a 140.000 ampere - superiore a qualsiasi precedente esperimento a PPPL. " La capacità di gestire al meglio la corrente elettrica che scorre in NSTX-U, tokamak sferico più avanzato del mondo, fornirà nuove intuizioni come controllare il plasma, la zuppa di elettroni e nuclei atomici cariche che vorticano nel impianti di fusione. Con un migliore controllo, gli scienziati saranno in grado di effettuare esperimenti sugli NSTX-U per avanzare la progettazione di un reattore a fusione lavorare. Il nuovo generatore collega il computer che controlla NSTX-U e un dispositivo chiamato "tiristori" che regola la tensione, e quindi la corrente, per esperimenti NSTX-U. Attraverso un comando calcolatore inviato tramite cavi in fibra ottica, il generatore di cottura digitale provoca il CA (corrente alternata) che sfocia in PPPL convertire in DC (corrente continua) e fornire l'importo richiesto per un esperimento. Il team ha anche costruito i collegamenti in fibra ottica che rendono possibile la conversione. "Un singolo raddrizzatore tiristore in grado di generare fino a 2.000 volt di corrente continua a 24.000 ampere, per circa tre secondi", ha detto Mozulay. "Quella quantità di tensione corrisponde a 48 megawatt di potenza, che, durante i tre-secondo impulso, potrebbe alimentare circa 8.000 case di media grandezza New Jersey". NSTX-U ha 32 paia di raddrizzatori a tiristori, ognuna controllata da un proprio generatore di cottura digitale. Questi raddrizzatori aiutano a raddoppiare la potenza di riscaldamento e la forza del campo magnetico che l'aggiornamento sia reso possibile. "Tutti i generatori di cottura sono stati progettati, costruiti e testati qui a PPPL", ha detto Mozulay. Altri vantaggi rispetto ai loro predecessori analogici includono una maggiore capacità di coordinare la produzione di corrente elettrica e di chiudere quando avverte che una rapida variazione di corrente potrebbe danneggiare i componenti. Questo processo di arresto sincronizzato è come applicare i freni in una macchina, Mozulay detto. Gli ingegneri saranno inoltre in grado di regolare i generatori di cottura digitali molto più facilmente rispetto ai loro predecessori analogici. "Cambiamenti Making in futuro significherà apportare modifiche alla programmazione, non elettronica", ha detto Mozulay. "Un nuovo programma può essere scaricato nei processori di segnali digitali all'interno dei generatori di cottura in minuti, consentendo in tal modo veloce, aggiornamenti precisi." Altri membri dello staff PPPL che hanno contribuito a progettare e costruire il generatore di cottura digitale includono Jim Corl, Ed Brema, Gary D'Amico, Westley Reese, Cindy Lasky, Gary Gibilisco, Alexis Sanchez, e Elliott Baer. PPPL, on Campus Forrestal dell'Università di Princeton in Plainsboro, N. J. è dedicato alla creazione di nuove conoscenze sulla fisica dei plasmi - ultra-caldo, gas carica - e allo sviluppo di soluzioni pratiche per la creazione di energia da fusione. I risultati delle ricerche PPPL hanno spaziato da un rilevatore di materiali nucleari portatili per uso anti-terrorismo per impiegato universalmente codici di calcolo per l'analisi e prevedere il risultato di esperimenti di fusione. Il Laboratorio è gestito dall'Università per il Dipartimento statunitense della Presidenza del Energy of Science, che è il più grande sostenitore singolo della ricerca di base nelle scienze fisiche negli Stati Uniti, e sta lavorando per affrontare alcune delle sfide più urgenti del nostro tempo. Per ulteriori informazioni, si prega di visitare il sito www. science. energy. gov. Permalink a questo articolo
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