Conductores embebidos en metal fundido solidificado para paquetes de bobinados para stellarators de alto campo

Las ventajas potenciales de los stellarators de alto campo se están reconociendo actualmente, como ya ocurrió con los tokamaks. Sin embargo, los paquetes de bobinado y el aislamiento eléctrico de los conductores en estos stellarators requieren una resistencia especialmente alta, manteniendo al mismo tiempo la precisión dimensional y el posicionamiento a largo plazo de los conductores en bobinas contorsionadas. Se han validado y estudiado placas radiales en el ITER y conductores apilados con una fuerte cubierta metálica y aislamiento interno en el heliotrón FFHR. No obstante, las placas radiales para stellarators modulares aún requieren estudios y validación adicionales debido a la extrema precisión requerida para las ranuras en las placas contorsionadas, que aumenta con el número de vueltas por panqueque.

En este trabajo se estudia y experimenta una tercera alternativa. El concepto implica la fundición de un metal resistente de bajo punto de fusión entre los conductores, que se enrollan adecuadamente sobre una estructura de soporte. Así, tras la solidificación, los conductores (que actúan como insertos en un molde) y la aleación metálica actúan como una única estructura sólida. En esencia, el concepto busca reducir la precisión requerida en las ranuras de las placas radiales y crear una estructura sólida sin espacios entre los conductores ni aislamiento externo. Por lo tanto, se puede crear un gran número de conductores por paquete de bobinado, lo que reduce ciertas tensiones en el aislamiento y el conductor. También se presentan y discuten las desventajas y dificultades encontradas con este enfoque durante los experimentos con un prototipo a escala reducida.