Transmisión del haz de neutros de calentamiento en TJ-II

Résumé

Se ha desarrollado un sistema de calentamiento por inyección de haces neutros (NBI) para el dispositivo de confinamiento magnético TJ-II, en el que se generan e inyectan haces de átomos de hidrógeno acelerados a energías de 40 keV y potencia entre 700 y 1500 kW. TJ-II es el primer dispositivo de fusión con eje helicoidal que hace uso de un sistema de inyección de neutros. El alto grado de helicidad del TJ-II le confiere a su estructura geométrica un carácter fuertemente tridimensional que incrementa considerablemente la complejidad del sistema de calentamiento en dos aspectos objeto de estudio en esta memoria: * El plasma presenta una sección transversal en forma de judía que rota alrededor de la bobina central, de forma que el eje magnético sigue una hélice de radio 0,28 m. Por esta razón, se ha prestado especial atención en esta memoria a establecer y optimizar una geometría de inyección que garantice una suficiente absorción del haz en el plasma. * Algunas zonas de la cámara de vacío del TJ-II quedan expuestas a la interacción directa con el haz de neutros. El análisis detallado de la distribución de cargas térmicas en el interior de la cámara de vacío del TH-II, el diseño de protecciones adecuadas y el estudio de la evolución térmica de dichas protección ha sido un elemento importante del programa de trabajo de tesis. Para ello, han tenido que adaptarse códigos de cálculo utilizados en otros dispositivos experimentales de fusión dotándolo de la tridimensionalidad que caracteriza al tJ-II. Dada la particular importancia de la optimización y control de los parámetros de inyección, otra de las principales motivaciones de esta Tesis Doctoral ha sido el desarrollo de diagnósticos, específicamente adaptados a las necesidades de TJ-II, capaces demonitorizar los parámetros más relevantes en la eficiencia del sistema de inyección. Así pues, se ha establecido un sistema de medida de temperatura con termop