Limites do formato do Tokamak e do plasma de borda

A forma de um tokamak tem um impacto significativo nos limites do plasma de borda. O plasma de borda é a região do plasma que está em contato com as paredes do tokamak. Esta região é importante porque é onde o plasma interage com as superfícies materiais do tokamak, o que pode causar impurezas e rupturas.

Existem dois tipos principais de formatos de tokamak:circulares e não circulares. Os tokamaks circulares têm uma seção transversal circular, enquanto os tokamaks não circulares têm uma seção transversal não circular. Os tokamaks não circulares são frequentemente chamados de "tokamaks moldados".

Os tokamaks moldados têm várias vantagens sobre os tokamaks circulares. Primeiro, os tokamaks moldados podem ter uma pressão plasmática mais alta do que os tokamaks circulares. Isso ocorre porque o campo magnético em um tokamak moldado é mais forte na borda do plasma do que no centro. O campo magnético mais forte ajuda a confinar o plasma e evitar que ele toque nas paredes do tokamak.

Em segundo lugar, os tokamaks moldados podem ter uma temperatura de borda mais baixa do que os tokamaks circulares. Isso ocorre porque o campo magnético em um tokamak moldado é mais fraco no centro do plasma do que na borda. O campo magnético mais fraco permite que o plasma esfrie mais rapidamente.

Terceiro, os tokamaks moldados podem ter um tempo de descarga de plasma mais longo do que os tokamaks circulares. Isso ocorre porque o tokamak moldado tem uma área de superfície maior do que um tokamak circular. A área de superfície maior permite que o plasma dissipe seu calor de forma mais eficaz.

A forma de um tokamak é, portanto, uma consideração importante no projeto de um reator de fusão tokamak. Os tokamaks moldados têm várias vantagens sobre os tokamaks circulares e, portanto, são o formato preferido para a maioria dos projetos de reatores de fusão.

Apple versus Donut

A diferença entre um tokamak circular e um tokamak moldado pode ser ilustrada comparando uma maçã a um donut. Um tokamak circular é como uma maçã, pois tem uma seção transversal redonda. Um tokamak moldado é como um donut, pois tem um centro oco.

O centro oco de um donut permite que o plasma esfrie mais rapidamente do que o plasma de uma maçã. Isso ocorre porque a área da superfície de um donut é maior que a área da superfície de uma maçã. A área de superfície maior permite que o plasma dissipe seu calor de forma mais eficaz.

O centro oco de um donut também permite que o plasma seja confinado de forma mais eficaz do que o plasma de uma maçã. Isso ocorre porque o campo magnético em um donut é mais forte na borda do plasma do que no centro. O campo magnético mais forte ajuda a confinar o plasma e evitar que ele toque nas paredes do tokamak.

Concluindo, a forma de um tokamak tem um impacto significativo nos limites do plasma de borda. Os tokamaks moldados têm várias vantagens sobre os tokamaks circulares e, portanto, são o formato preferido para a maioria dos projetos de reatores de fusão.