por
Ahora, después de IAP 2020, ha guiado la creación exitosa de 14 fusibles, en el proceso de inauguración de un nuevo espacio creativo patrocinado por el Departamento de Ciencia e Ingeniería nuclear (NSE), PSFC y MIT's Office of Environmental Health and Safety.
Este espacio de fabricación nuclear, denominado "Núcleo MIT", fue propuesto por los profesores de NSE Mike Short y Anne White, director de NSE, como una forma de utilizar el aprendizaje práctico para alimentar la curiosidad de los estudiantes. sobre el campo internacional en rápida evolución de la energía nuclear. Debido a que los experimentos de ingeniería nuclear y ciencia del plasma requieren altos voltajes, alto vacío, altos campos magnéticos y la capacidad de procesar y medir la radiación ionizante, necesitaban un espacio de fabricación dedicado y solo equipado: aquel donde, por ejemplo, se podrían construir fusibles.
Uno de los principales problemas para un fusor o cualquier otro dispositivo de fusión es cómo mantener el combustible de plasma caliente energizado y confinado en su contenedor. El tokamak PSFC SPARC está diseñado con imanes para mantener el plasma de fusión en su lugar, un método conocido como confinamiento magnético. El fusor confina el plasma con campos eléctricos (confinamiento electrostático inercial). Dentro de una cámara de vacío, una pequeña jaula de metal con carga negativa se coloca en el centro de una jaula más grande y conectada a tierra. Cuando se aplica tensión, los iones son atraídos hacia el centro, donde pueden colisionar y finalmente fusionarse, creando un brillo púrpura alrededor de la jaula de metal.
Alex Calburean encontró a Burke para diseñar el fusible IAP simple, similar al publicado por Hacer revista en 2013. Como el tiempo de construcción de este dispositivo se estimó en 20 horas, dividieron el trabajo en dos partes. El taller de máquinas PSFC construiría la plataforma de lanzamiento, esencialmente una brida inferior con conexiones para la bomba de vacío, un manómetro y el sistema de suministro de gas. Los estudiantes construirían la cámara de vacío, incluida la brida superior con un buje eléctrico y la rejilla de fusión. Los participantes trabajaron en equipos de dos para ahorrar más en tiempo y espacio.
El curso de seis horas, que se reunió dos horas a la semana, ofreció una sesión de martes y jueves. Ha atraído a estudiantes universitarios y graduados de cinco departamentos, así como al personal e incluso a un ex alumno, todos en turno y turno de una estación de trabajo a otra. Los niveles de ruido aumentaron cuando algunos participantes dieron forma a la cámara de vacío, usando lijadoras giratorias para alisar discos de aluminio rugosos, mientras que otros tubos de policarbonato lijados a mano sobre una serie de cuadrados cada vez más finos de papel de lija. En otras ocasiones, los estudiantes perforaron un agujero en la brida para el cruce que suministraría electricidad a la red.
La clase del jueves aprovechó la forma en que la clase del martes manejó problemas mecánicos y técnicos inesperados para crear el fusor. "Tuvimos problemas de vacío y alimentación que la clase del martes ayudó a resolver", dice Burke. "Sí, eran conejillos de indias".
Durante la última sesión de los dos cursos, cada equipo pudo producir un plasma luminoso en su fusor. La mayoría también pudo tomar datos que mostraban los efectos de la presión sobre la tensión del plasma y observar las diferencias entre los plasmas de aire y deuterio. La experiencia ha dado una idea de la física e ingeniería fundamentales que respaldan los proyectos de fusión de PSFC como SPARC.
Burke señala que algunos en la clase habían querido construir fusibles en la escuela secundaria pero habían encontrado problemas u objeciones administrativas. Él dice que los fusibles construidos durante el curso IAP son más seguros porque el vacío es pobre y el voltaje es relativamente bajo, lo que no es un motor de arranque para los neutrones. "Si desea derretirlo, debe obtener un mejor vacío y un voltaje más alto, y antes de llegar a la fusión, genera cantidades peligrosas de rayos X. Es por eso que la oficina de protección radiológica está fuertemente involucrado en este espacio. "
Con el éxito de la primera prueba real de espacio, los profesores Short y White predicen que el espacio abrirá oportunidades para que los estudiantes de los cursos del Instituto propongan proyectos innovadores que requieren equipos "específicos". NSE ".
"Fue muy emocionante ver que el espacio nuclear creador cobra vida durante este curso IAP", dijo White. "Nuestro programa de pregrado en el Curso 22 ahora incluye un diploma flexible, un hilo NEET, un MOOC de primer año y muchas clases prácticas: el espacio de fabricantes nucleares se suma a la experiencia educativa única que NSE puede ofrecer a los estudiantes del MIT ".
Los participantes del curso estaban entusiasmados con la experiencia. El primer año de Kyle Thompson, doble especialización en NSE e ingeniería mecánica, estaba buscando actividades prácticas de IAP cuando descubrió los méritos de la fusión.
"Creo que en realidad era mi clase IAP favorita", dice Thompson, "porque había muchas cosas diferentes, desde pulir aluminio hasta sellar el vacío. Solo muchas cosas que nunca he usado antes. Y fue genial, dijeron "Sabes cómo usar esto", y yo decía "no" y decían "OK, entonces te lo mostraremos". En lugar de quitárselo de las manos y hacerlo por usted, le permiten hacerlo con ellos. Lo hicimos en varias partes; luego haz que funcione y vea el brillo … ¡No esperaba eso en absoluto! "
Leanne Galanek, una estudiante de tercer año que se especializa en NSE, conocía bien los fusibles, después de haber visto uno construido y probado por un grupo de estudiantes de su escuela secundaria. Pero ella nunca había construido uno ella misma.
“Me gustó especialmente la forma en que construimos nuestros fusibles utilizando materiales muy regulares y técnicas bastante simples, y sin embargo, hizo algo realmente increíble. Creo que mi punto más importante para recordar fue que los proyectos de pequeños fabricantes como estos son una excelente manera de aprender más sobre las cosas que le interesan y cerrar la brecha entre lo teórico y lo físico. "
Burke está de acuerdo. "Probablemente no puedas fusionarlo sin hacer mucho más trabajo", admite, "pero puedes ver el plasma y los efectos del plasma. Puedes jugar con los botones y hacer mediciones reales – ciencia real con un simple dispositivo ".
