DISEÑO Y PRIMEROS ENSAYOS DE FUNCIONAMIENTO DE UN PROTOTIPO DE THETA-PINCH LINEAL CLÁSICO DE PEQUEÑAS DIMENSIONES

Abstract

Dispositivos theta-pinch lineales en sus distintas variantes (clásico y de campo invertido), constituyen alternativas a los z-pinch (plasma focus, vacuum-gap, etc.) para producir plasmas magnetizados de alta densidad y temperatura de relevancia en investigaciones de fusión nuclear controlada y espectroscopia atómica. El mecanismo físico básico asociado con una descarga theta-pinch lineal clásica, se funda en la generación de un intenso campo magnético variable Bz(t) configurado paralelamente al eje de una celda cilíndrica (coordenada z) contenedora de un plasma (gas ionizado)a baja presión y a la interacción del mismo con la densidad de corriente laminar Jq(t) resultante del campo eléctrico azimutal inducido en el plasma durante su variación. Como consecuencia de esta interacción, aparece una fuerza radial dirigida hacia el eje de la celda que comprime significativamente el plasma inicial. En esta comunicación se presentan el diseño y resultados de primeros ensayos de funcionamiento de un prototipo de theta-pinch lineal clásico de reducidas dimensiones, destinado a investigaciones espectroscópicas de gases mediana y altamente ionizados y alcomienzo del estudio de este método también para otras aplicaciones que incluye la producción de reacciones de fusión nuclear D-D. La ionización del gas de trabajo necesaria para el comienzo del proceso de compresión, se obtienea través de una combinación de dos descargas axiales de alta frecuencia. La primera descarga, que inicia la etapa de precalentamiento (~25 MHz y 4 kV de amplitud), es generada electrónicamente y aplicada internamente en la celda entre electrodos situados en sus extremos que actúan como sello de presión. La segunda, que permite elevar a más altos niveles el grado de ionización del gas (~1 MHz y amplitud variable de algunos kVs), es generada por un circuito tanque excitado magnéticamente y aplicada externamente vía acoplamiento capacitivo.