Egy kutatócsoport bemutatott egy módszert a tokamak fúziós eszközökben elszabadult elektronok károsodásának csökkentésére. A stratégia az Alfvén-hullámokat használja fel, hogy megzavarja a kiszabaduló elektronok káros ciklusát. A felfedezés előrevetíti a fúziós energia fejlődését, ami potenciális következményekkel járhat a folyamatban lévő franciaországi ITER projektre nézve.
A kutatók az Alfvén-hullámokat használták a tokamak fúziós eszközökben lévő elszabadult elektronok csillapítására, ami jelentős következményekkel járt a jövőbeli fúziós energia projektekben, beleértve a francia ITER-t is.
Zhang Liu, a Princetoni Plazmafizikai Laboratóriumból vezetett tudósok (PPPL) ígéretes megközelítést mutatott be a tokamak fúziós eszközök turbulenciája által okozott elszabadult elektronok károsodásának enyhítésére. Ennek a megközelítésnek a kulcsa egy egyedi műfaj kiaknázása volt vérplazma Hans Alvvén asztrofizikusról elnevezett hullám, aki 1970-ben Nobel-díjat kapott.
Az Alfvén-hullámok régóta ismertek arról, hogy fellazítják a nagy energiájú részecskék bezárását a tokamak reaktorokban, lehetővé téve egyesek kiszabadulását és csökkentve a fánk alakú eszközök hatékonyságát. Zhang Liu és a General Atomics, a Columbia Egyetem és a PPPL kutatóinak új eredményei azonban hasznos eredményeket tártak fel az elszabadult elektronok esetében.
Nagyszerű körkörös folyamat
A tudósok azt találták, hogy az ilyen lazítás szétszórhatja vagy szétszórhatja a nagy energiájú elektronokat, mielőtt azok lavinává alakulnának, amely károsítja a tokamak alkatrészeit. Ezt a folyamatot rendkívül körkörösnek határozták meg: a menekülők instabilitást okoznak, ami Alfvén-hullámokat idéz elő, amelyek megakadályozzák a lavina kialakulását.
„Ezek az eredmények átfogó magyarázatot adnak az Alfvén-hullámok közvetlen megfigyelésére az inaktivációs kísérletekben” – mondta Liu, a PPPL kutatója és az eredményeket részletező tanulmány vezető szerzője. Fizikai áttekintő levelek. „Az eredmények egyértelmű kapcsolatot mutatnak e minták és az elszabadult elektronok keletkezése között.”
Chang Liu. Köszönetnyilvánítás: Elle Starkman
A kutatók elméletet vezettek le ezen kölcsönhatások megfigyelt áramkörére. Az eredmények jól illeszkednek a megszökött kísérletekhez, amelyeket a National Fusion Facility DIII-D-ben, a General Atomics által a Tudományos Hivatal számára üzemeltetett energetikai tokamak osztályán végeztek. Az elmélet tesztjei szintén pozitívnak bizonyultak az Oak Ridge National Laboratoryban található Summit szuperszámítógépen.
„Zhang Liu munkája azt mutatja, hogy a kiszabaduló elektronok készletének mérete szabályozható a kiszabaduló elektronok által előidézett instabilitásokkal” – mondta Felix Parra Diaz, a PPPL elméleti vezetője. „Kutatásai nagyon izgalmasak, mert olyan tokamak tervekhez vezethetnek, amelyek természetesen mérséklik az elszabadult elektronkárosodást az eredendő instabilitás révén.”
Termikus kioltás
A turbulencia a fúziós reakciókhoz szükséges millió fokos hőmérséklet éles csökkenésével kezdődik. Ezek a „termikus kioltásnak” nevezett cseppek a földrengések által kiváltott földcsuszamlásokhoz hasonló földcsuszamlás-lavinákat szabadítanak fel. „A turbulencia szabályozása nagy kihívás a tokamak sikeréhez” – mondta Liu.
A fúziós reakciók egyesítik a könnyű elemeket plazma formájában – a szabad elektronokból és ionoknak nevezett atommagokból álló forró, töltött halmazállapotban –, hogy felszabadítsák azt a hatalmas energiát, amely a Napot és a csillagokat táplálja. A turbulencia és az elszabadult elektronok kockázatának csökkentése így egyedülálló előnyökkel járna a folyamat reprodukálására tervezett tokamak létesítmények számára.
A turbulencia és az elszabadult elektronok kockázatának csökkentése így egyedülálló előnyökkel járna a folyamat reprodukálására tervezett tokamak létesítmények számára.
A nukleáris fúziós energia a fenntartható energia kulcsfontosságú forrása lehet a megújuló energiaforrások kiegészítéseként. Franciaországban most épül a világ legnagyobb fúziós kísérlete, az ITER. Hitel: ITER
Az új megközelítés hatással lehet az ITER projekt előrehaladására, egy Franciaországban épülő nemzetközi tokamakra, amely bemutatja a fúziós energia gyakorlati alkalmazását, és jelentős lépést jelenthet a fúziós erőművek fejlesztésében.
„Eredményeink megnyitják az utat új stratégiák létrehozásához az elszabadult elektronok mérséklésére” – mondta Liu. Most a tervezési szakaszban vannak kísérleti kampányok, amelyekben a három kutatóközpont célja a csodálatos eredmények továbbfejlesztése.
Lili Farkas az Androbit szerzője, aki hírekkel, politikával, üzleti témákkal, technológiával, sporttal, szórakozással és életmóddal foglalkozik. Célja, hogy közérthető, hasznos és megbízható információkkal segítse az olvasókat az aktuális események és fontos témák követésében.
More Stories
Apple okosgyűrű fejlesztésén dolgozhat – érkezhet az iRing
Rejtélyes marsi jelenséget azonosítottak egy elveszett NASA-űrszonda korábbi adatai alapján
Óriási aszteroida közelíti meg a Földet: a NASA szerint továbbra sincs teljes védelem