اکتشاف مهم می تواند رسیدن نیروی همجوشی کنترل شده به زمین را سرعت بخشد

محققان به رهبری چانگ لیو از PPPL رویکرد امیدوارکننده ای را برای کاهش الکترون های فرار آسیب رسان ایجاد شده توسط ناپیوستگی در دستگاه های همجوشی توکاماک نشان داده اند. کلید این رویکرد استفاده از نوع منحصربه‌فرد موج پلاسما بود که به نام اخترفیزیکدان، هانس آلفون، برنده جایزه نوبل 1970، نامگذاری شده است.

امواج آلفون مدت‌هاست که به کاهش محصور ذرات پرانرژی در توکامک راکتورها، به برخی اجازه فرار می دهند و کارایی دستگاه های دونات شکل را کاهش می دهند. با این حال، یافته های جدید چانگ لیو و محققان در جنرال اتمیکس، دانشگاه کلمبیا و PPPL نتایج مفیدی را در مورد الکترون های فراری نشان داده است.

به طرز قابل توجهی گرد

دانشمندان دریافتند که چنین شل شدنی می‌تواند الکترون‌های پرانرژی را قبل از رشد بهمن‌هایی که به اجزای توکامک آسیب می‌رسانند، منتشر یا پراکنده کند. مشخص شد که این فرآیند به‌طور قابل‌توجهی دایره‌ای است: فرارها ناپایداری‌هایی ایجاد می‌کنند که امواج آلفون را تولید می‌کنند که از تشکیل بهمن جلوگیری می‌کند.

“این یافته ها توضیح جامعی برای مشاهده مستقیم امواج آلفون در داخل ارائه می دهد وقفه لیو، محقق کارکنان در PPPL و نویسنده اصلی مقاله ای که نتایج را توصیف می کند، گفت. نامه معاینه فیزیکی. یافته‌ها ارتباط واضحی بین این حالت‌ها و تولید الکترون‌های فراری ایجاد می‌کنند.

محققان دایره ای قابل توجه این تعاملات را تئوری می کنند. نتایج به خوبی با آزمایش‌های فراری در تأسیسات همجوشی ملی DIII-D، یک توکامک DOE که جنرال اتمیکس برای دفتر علوم اداره می‌کند، مطابقت داشت. آزمایش‌های این تئوری روی ابررایانه Summit در آزمایشگاه ملی اوک ریج نیز مثبت شد.

فلیکس پاررا دیاز، رئیس بخش تئوری در PPPL گفت: «کار چانگ لیو نشان می‌دهد که اندازه جمعیت الکترون‌های فراری را می‌توان با ناپایداری‌های ناشی از خود الکترون‌های فراری کنترل کرد. تحقیقات او بسیار هیجان‌انگیز است زیرا می‌تواند منجر به طرح‌های توکاماک شود که به طور طبیعی آسیب الکترون‌های فراری را از طریق ناپایداری‌های ذاتی کاهش می‌دهد.

از نظر حرارتی خنک می شود

اغتشاشات با افت شدید درجه حرارت به میلیون درجه لازم برای شروع شروع می شود واکنش های سنتز. این قطرات که “خنک کننده حرارتی” نامیده می شود، بهمن های فراری شبیه زمین لغزش های ناشی از زلزله را رها می کند. لیو گفت: “کنترل اختلال یک چالش اصلی برای موفقیت توکامک ها است.”

واکنش های همجوشی عناصر سبک را به شکل پلاسما ترکیب می کنند – حالت گرم و باردار ماده که از آن تشکیل شده است الکترون های آزاد و هسته های اتمی یون نامیده می شود – برای آزاد کردن انرژی عظیمی که خورشید و ستارگان را تغذیه می کند. کاهش خطر تداخل و الکترون های فراری به این روش برای تاسیسات توکامک که برای بازتولید فرآیند طراحی شده اند، سود زیادی خواهد داشت.

کاهش خطر تداخل و الکترون های فراری به این روش برای تاسیسات توکامک که برای بازتولید فرآیند طراحی شده اند، سود زیادی خواهد داشت.

رویکرد جدید می تواند پیامدهایی برای پیشرفت ITER داشته باشد، توکامک بین المللی که در فرانسه برای نشان دادن عملی بودن قدرت همجوشی ساخته شده است و می تواند گامی کلیدی در توسعه سنتز نیروگاه ها

لیو گفت: «یافته‌های ما راه را برای استراتژی‌های جدید برای کاهش الکترون‌های فراری هموار می‌کند. اکنون در مرحله برنامه ریزی کمپین های آزمایشی هستند که در آن هر سه مرکز تحقیقاتی به دنبال توسعه بیشتر یافته های چشمگیر هستند.