Il CNT: Columbia Non-neutral Torus

L’Esperimento

Il Columbia Non neutral Torus è uno Stellarator realizzato per studiare plasma non neutri confinati magneticamente, ed è situato nel laboratorio di fisica del plasma della Columbia University, situato a New York. Questa sperimentazione nasce dal fatto che un plasma non neutro posto in camere con confinamento magnetico (configurazioni tokamak o stellarator) ,generalmente utilizzate per la fusione nucleare, non sono stati sperimentati prima, e dal fatto che sia possibile creare un plasma di elettroni e positroni altrimenti impossibile nelle Trappole di Penning, strumenti in genere utilizzati per contenere un plasma non neutro, dato che possono ospitare solo un plasma di una sola polarità per volta.
Sarebbe così possibile osservare e studiare per la prima volta un plasma di elettroni e positroni.E’ interessante poiché è stato predetto che al suo interno non dovrebbe esserci onde d’induzione elettrostatica (electrostatic drift) ed onde acustiche.

Plasma Non Neutro

Un plasma neutro, o quasi neutro, è un plasma dove il numero di elettroni è uguale, o quasi uguale, al numero di ioni presente, comportando un campo elettrico risultante esterno pari, o quasi pari, a zero.
Invece un plasma non neutro è un plasma costituito quasi interamente da ioni o da elettroni o positroni, e quindi si tratta di una massa di gas elettricamente carico.
In questa foto possiamo osservare l’anello di plasma che identifica una superficie magnetica.

plasma usato per fisualizzare l’asse del campo magnetico risultante dalle bobine.
Esperimenti di realizzati fra Gennaio – Febbraio 2005. Fonte.

L’Apparato Sperimentale

L’apparato. Fonte

Questo Stellarator è particolare. Infatti a differenza di altri approcci, la camera a vuoto è di forma cilindrica ed il campo magnetico elicoidale è generato da 4 bobine ad anello: Due interconnesse come se fossero due anelli di una catena, e sono poste all’interno della camera a vuoto. Esternamente alla camera ci sono le restanti due bobine, disposte in una configurazione che ricorda le bobine di Helmholtz, che producono fra di loro un campo d’induzione magnetica (B) di intensità costante. Le bobine interconnesse possono essere orientate in modo da essere inclinate fra loro formando un angolo compreso fra 64° e 88° per esplorare varie forme del campo e verrebbero alimentati da un generatore in grado di fornire 200kW in DC (corrente continua). Per approfondire su cosa sia uno Stellerator, vi invito a leggere l’articolo precedente: Wendelstein 7-X uno Stellarator da Record

Immagine che raffigura le 4 bobine circolari (in grigio) e come verrebbe modellata la superficie magnetica (in rosso). Fonte

In Copertina

In questa bellissima foto possiamo vedere una sperimentazione del 2007 in cui venne generato del plasma neutro di azoto, oroginato da un fascio di elettroni a 200eV.

Fonte: Confinement of Nonneutral Plasmas in Magnetic Surfaces

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