Design of a Prototype of Water Purification by Plasma Technology as the Foundation for an Industrial Wastewater Plant.

https://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84938099563&partnerID=40&md5=c53190f5ec3d59b3c1bee87e74b2f904In order to mitigate the contamination of water sources due to the spill of sewage without any kind of treatment, mainly generated by the industrial sector; a prototype of water purification by plasma technology has been designed. The prototype will transform liquid water into plasma to eliminate the pathogens from the water, due to their exposure to ultraviolet radiation, electric fields and shock waves, which aid in the destruction of pollutants. The sewage will be accelerated at high speed to convert it into a liquid-gas mixture in order to transform it into plasma, which is achieved when the electrical discharge (of the type dielectric barrier discharge or DBD) is applied to the water by means of high voltage electrodes, from a source of alternating current (AC). Subsequently, the mixture slows down to be return into liquid phase and obtain clean water, all of these without a significantly rise of temperature. The device also has an automatic power control system. Finally, a short feasibility study was conducted in order to use this type of water cleaner in the future as a basis for a treatment plant of industrial waste water, so it comes to replace the current secondary and tertiary treatments used among the industry. It is intended that this new system will be more efficient and cheaper than the current waste water treatments. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.Ad Astra Rocket Company,Instituto Tecnologico de Costa Rica,International Atomic Energy Agency (IAEA),Universidad Nacional de Costa Ric

Implementación y simulación del tokamak esférico MEDUSA-CR: Etapa 1

Proyecto de Investigación (Código: 14500016) Instituto Tecnológico de Costa Rica. Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE). Escuela de Física, Área Académica de Ingeniería Mecatrónica, Escuela de Ingeniería Electromecánica, 2018El tokamak esférico MEDUSA (Madison EDUcation Small Aspect ratio spherical tokamak, con un radio mayor de R < 0.14 m, radio menor de a < 0.10 m, campo toroidal BT < 0.5 T, corriente del plasma Ip < 40 kA, y 3 ms de pulso) fue construido y operado en la Universidad de Wisconsin en Madison en EE.UU. En el 2013 el Instituto Tecnológico de Costa Rica recibió en donación este dispositivo experimental junto con un banco de 3000 capacitores (1500 μF, 450 VDC) que se encuentran hoy en día en el Laboratorio de Plasmas para Energía de Fusión y Aplicaciones. Un Tokamak esférico es un tipo de dispositivo que confina magnéticamente plasmas de alta temperatura para investigación en energía de fusión basado en el principio Tokamak (acrónimo de palabras rusas que en español significan cámara toroidal con bobinas magnéticas). La investigación en estos dispositivos se realiza con el objetivo futuro de tener una nueva fuente de energía renovable a partir de fusión nuclear. El objetivo general de este proyecto fue “Implementar el sistema de vacío, inyección de gas, diseñar y simular el sistema de carga y descarga de los capacitores, así como simular plasmas en el tokamak esférico MEDUSA-CR”. Para alcanzarlo se definió una metodología basada en el diseño de los sistemas utilizando el criterio de experto, referencias del estado del arte y uso de códigos computacionales para simulación de plasma disponibles en la comunidad científica de Tokamaks. Como principales resultados de este proyecto se logró implementar un nuevo sistema de vacío para MEDUSA-CR, así como un nuevo sistema de inyección de gas compacto y móvil que permite picos de 1 ms, tiempo que es lo suficientemente rápido para la inercia inherente al gas inyectado. Se logró diseñar y simular un sistema de control de corriente para las bobinas del Tokamak Esférico MEDUSA-CR que presenta la oportunidad de habilitar otros modos de operación en este dispositivo. En este caso se diseñó y simuló para que pueda operar en modo AC, el cual permite realizar descargas de larga duración. Esto le da más relevancia al experimento pues amplia la capacidad de experimentación Finalmente, se simuló el confinamiento de equilibrio para MEDUSA-CR usando los parámetros de construcción originales. Se encontró que las bobinas de campo poloidal externos de radio más pequeño son prescindibles. Además, se concluyó que la geometría para la forma del plasma más conveniente es la forme bean shape

Constructing a small modular stellarator in Latin America

https://www.scopus.com/inward/record.url?eid=2-s2.0-84938118149&partnerID=40&md5=1d385f1e177901beaf6f30228abdd67bThis paper aims at briefly describing the design and construction issues of the stellarator of Costa Rica 1 (SCR-1). The SCR-1 is a small modular stellarator for magnetic confinement of plasma developed by the Plasma Laboratory for Fusion Energy and Applications of the Instituto Tecnológico de Costa Rica (ITCR). SCR-1 will be a 2-field period small modular stellarator with an aspect ratio > 4.4; low shear configuration with core and edge rotational transform equal to 0.32 and 0.28; it will hold plasma in a 6061-T6 aluminum torus shaped vacuum vessel with an minor plasma radius 54.11 mm, a volume of 13.76 liters (0.01 m3), and major radius R = 238 mm. Plasma will be confined in the volume by on axis magnetic field 43.8 mT generated by 12 modular coils with 6 turns each, carrying a current of 767.8 A per turn providing a total toroidal field (TF) current of 4.6 kA-turn per coil. The coils will be supplied by a bank of cell batteries of 120 V. Typical length of the plasma pulse will be between 4 s to 10 s. The SCR-1 plasmas will be heated by ECH second harmonic at 2.45 GHz with a plasma density cut-off value of 7.45 × 1016 m-3. Two magnetrons with a maximum output power of 2 kW and 3 kW will be used. © Published under licence by IOP Publishing Ltd.Ad Astra Rocket Company,Instituto Tecnologico de Costa Rica,International Atomic Energy Agency (IAEA),Universidad Nacional de Costa Ric