صدها دانش‌آموز و دانشمند PPPL یافته‌های خود را در کنفرانس سالانه APS-DPP در دنور ارائه کردند.

نیوزویز – بیش از 120 کارمند و 80 دانشجو و کارآموز از آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون (PPPL) وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) در این نمایشگاه شرکت کردند. بخش فیزیک پلاسما انجمن فیزیک آمریکا کنفرانس (APS-DPP) از 30 اکتبر تا 3 نوامبر در دنور. این نشست سالانه 2500 عضو دپارتمان را گرد هم می‌آورد که تحقیقات جمعی آنها در مورد پلاسما، حالت چهارم ماده با بار الکتریکی، بر همجوشی، اخترفیزیک، تولید و پزشکی و سایر کاربردها تأثیر می‌گذارد.

بیش از 10 محقق وابسته به PPPL سخنرانی ها، مقالات و پوسترهای دعوت شده را ارائه کردند.

چندین مقاله تحقیقاتی PPPL نیز در اتاق مطبوعات مجازی انتخابی کنفرانس برجسته شد. نویسندگان شامل وینیسیوس دوارته، فیزیکدان پژوهشگر کارکنان؛ لان گائوفیزیکدان محقق؛ شان هاسکیفیزیکدان علمی کارکنان; جف لتز، فارغ التحصیل دانشگاه پرینستون و فیزیکدان فعلی در جنرال اتمیکس. و هانتائو جی، فیزیکدان PPPL و استاد اخترفیزیک در دانشگاه پرینستون. فیزیکدان محقق تمام وقت سوفیا مالکو آزمایشگاه را در اختیار گرفت اکانت اینستاگرام همراه با ویدئوی زنده از مراسم

نسخه کامل بیانیه های مطبوعاتی موجود است اینجا.

تحقیق برنده جایزه

چندین دانشمند PPPL برای تحقیقات خود در کنفرانس APS-DPP جوایزی دریافت کردند. فلیکس پارا دیازرئیس بخش نظری PPPL، 2023 شد عضو انجمن فیزیک آمریکاو پژوهشگر فوق دکتری در علوم اخترفیزیک در دانشگاه پرینستون ایان اوکس جایزه پایان نامه دکتری برجسته مارشال ان. روزنبلوت را دریافت کرد. فیزیکدان پژوهشی اصلی PPPL هنگ چین اخذ شده 2023 جایزه جان داوسون برای برتری پژوهشی در فیزیک پلاسمابه همراه فیلیپ موریسون از دانشگاه تگزاس در آستین و اریک سونندروکر از موسسه ماکس پلانک برای فیزیک پلاسما در آلمان، برای ایجاد و شکل دادن به زمینه الگوریتم‌های هندسی که ساختارهای بنیادی را در محاسبات فیزیک پلاسما حفظ می‌کنند.

بیش از 135 دانشجو پوسترهایی ارائه کردند که 30 نفر از آنها از طریق برنامه آزمایشگاه کارشناسی علوم وزارت انرژی ایالات متحده (SULI) و چندین برنامه دیگر در تابستان گذشته در PPPL میزبانی شده بودند. جان لبات، دانشجوی دانشگاه مریلند و یکی از دانشجویان PPPL SULI، در میان پنج دانشجویی بود که جوایز بهترین پوستر را دریافت کردند. Labbatte برای پوستر خود با عنوان “تجزیه و تحلیل ثبات حالت برای شناسایی مناطق عملیاتی پایدار برای نسبت ابعاد کوچک جدید” برنده شد. توکامک (هوشمند).» مگ فربورن از دانشگاه ویتورث، یکی دیگر از کارآموزان سابق PPPL، برای تحقیقاتی که در دانشگاه ویسکانسین انجام داد، برنده شد. پوستر او با عنوان «روش‌های مونت کارلو بدون شبکه با شتاب GPU برای تخمین انتقال حرارتی در ستاره‌ها» بود.

آموزش علوم و نمایش پلاسما

آرتورو دومینگزرئیس بخش آموزش علوم PPPL و عضو کمیته اجرایی که کنفرانس را سازماندهی کرد، یک میزگرد در مورد مسیرهایی به مرکز همکاری در فیوژن، که PPPL رهبری می کند. اضافی، دیدی اورتیزرهبر برنامه آموزش علوم و شانون سویلی گرکو، مدیر ارشد برنامه، مقالاتی را در این کنفرانس ارائه کرد. کارکنان آموزش علوم همچنین با داوطلبان PPPL برای نمایش پلاسما به دانش‌آموزان در نمایشگاه دانش‌آموزی علوم پلاسما همکاری کردند و در روز معلم علوم پلاسما شرکت کردند.

«این کنفرانس واقعاً موفق بود و نشان داد که در مشارکت عمومی شتاب زیادی وجود دارد. هوش مصنوعی و مشارکت های دولتی و خصوصی،” دومینگوئز گفت. همچنین، با وجود اینکه یک مولفه مجازی وجود داشت، بسیار عالی بود که افراد بیشتری حضوری در آن شرکت کردند.

در زیر خلاصه ای از انتشارات پژوهشی برجسته شده در بیانیه مطبوعاتی آمده است.

دانشمندان در حال بررسی چگونگی تاثیر مقاومت بر گرمایش پلاسمای همجوشی هستند

محققین: وینیسیوس دوارته و جف لس

همانطور که امواج در اقیانوس وجود دارد، امواج نیز می توانند در گازی با بار الکتریکی به نام پلاسما که از الکترون ها و یون های آزاد تشکیل شده است، رخ دهند. یکی از مشکلات اصلی پیش روی قدرت همجوشی، تعیین چگونگی گرم کردن پلاسما به اندازه کافی برای حفظ یک واکنش همجوشی بدون تولید امواجی است که می تواند به دستگاه همجوشی آسیب برساند.

برای گرم کردن پلاسما تا دمای شدید مورد نیاز برای تولید نیروی همجوشی، جمعیت اولیه ای از یون های داغ یا گاهی اوقات “سریع” نامیده می شود. با این حال، این یون‌های سریع می‌توانند با امواج پلاسما طنین‌اندازی کنند، شبیه به هل دادن فردی روی تاب، و به امواج انرژی می‌دهند و باعث رشد آن‌ها می‌شوند. اگر امواج بیش از حد بزرگ شوند، می‌توانند همین یون‌های سریع را از پلاسما خارج کنند، آن را خنک کنند و قدرت همجوشی تولید شده را کاهش دهند. این یافته ها نشان داد که چگونه مقاومت بین ذرات می تواند بر رسیدن پلاسما به دمای لازم برای همجوشی تأثیر بگذارد.

آزمایش‌های جدید فرآیندهایی را نشان می‌دهد که باعث شعله‌های خورشیدی، طوفان‌های مغناطیسی می‌شوند

محققین: لان گائو، هانتائو جی

شراره های خورشیدی و طوفان های ژئومغناطیسی مرتبط می توانند خدمات تلفن همراه را مختل کنند، به ماهواره ها آسیب بزنند، فضانوردان را به خطر بیندازند، و شبکه های برق و خطوط لوله را تحت تاثیر قرار دهند. فیزیکدانان PPPL برای اولین بار به صورت تجربی دو مکانیسم را کشف کردند که ممکن است به توضیح پدیده های اخترفیزیکی که باعث شعله های خورشیدی می شوند کمک کند.

این آزمایش پیشگامانه بر اتصال مجدد مغناطیسی، جداسازی و اتصال مجدد میدان های مغناطیسی در پلاسما تمرکز دارد. اتصال مجدد مغناطیسی در سراسر کیهان اتفاق می افتد و می تواند باعث انفجارهای انفجاری پلاسما در طول شعله های خورشیدی و شفق های قطبی در جو زمین شود.

محققان مدت‌هاست که ارتباط بین اتصال مجدد و دو پدیده پلاسما را پیشنهاد کرده‌اند: تولید ذرات پرانرژی و امواج صوتی یا صوتی. اما تعداد کمی به طور مستقیم مشاهده شدند. اکنون، اولین شواهد تجربی مستقیم از چنین اتصالاتی در یک پلتفرم آزمایشی به نام Micro-MRX، یک نسخه بسیار کوچکتر از آزمایش اتصال مجدد مغناطیسی (MRX) در PPPL مشاهده شده است.

بینش جدید در مورد سوخت رسانی به نیروگاه های همجوشی نسل بعدی

محقق: شان هاسکی

آوردن همجوشی به شبکه مستلزم درک کاملی از نحوه تغذیه مناسب نیروگاه های همجوشی نسل بعدی است. در دستگاه‌های همجوشی محصور مغناطیسی، مانند توکامک‌ها، میدان‌های مغناطیسی قوی حاوی پلاسما (مجموعه‌ای از یون‌ها و الکترون‌ها) هستند که تحت فشار و دمای بالا لازم برای ادامه واکنش همجوشی هستند. یکی از روش های گرم نگه داشتن پلاسما و رساندن سوخت بیشتر به داخل a توکامک تزریق پرتویی از ذرات خنثی پرانرژی است که انرژی خود را از طریق برخورد به ذرات پلاسما منتقل می کند.

پیش بینی توزیع چگالی و سرعت ذرات خنثی در داخل a توکامک به دلیل عدم قطعیت مرتبط با نحوه ورود آنها به پلاسما برای تامین سوخت، چالش برانگیز است. اندازه گیری های جدید ذرات خنثی پرانرژی توسط محققان PPPL وضوح بیشتری را ارائه می دهد. اندازه‌گیری‌ها در تأسیسات همجوشی ملی DIII-D با استفاده از طیف‌سنجی، یک تکنیک تشخیصی که نحوه تعامل نور و ماده را بررسی می‌کند، انجام شد. DIII-D یک است توکامک توسط جنرال اتمیکس برای وزارت انرژی ایالات متحده اداره می شود.

هاسکی می‌گوید: «خنثی‌های پرانرژی بخش قابل‌توجهی از سوخت توکاماک‌های مدرن را تأمین می‌کنند، بنابراین درک سرعت و مکان آن‌ها مهم است. به احتمال زیاد این خنثی‌های پرانرژی می‌توانند مسیرهای سوخت بهبودیافته‌ای را در شرایط مورد انتظار در مقیاس یک راکتور همجوشی فراهم کنند.

***

PPPL، در پردیس Forrestal دانشگاه پرینستون در Plainsboro، نیوجرسی، به ایجاد دانش جدید در مورد فیزیک پلاسما – گازهای فوق داغ و باردار – و توسعه راه حل های عملی برای ایجاد انرژی از همجوشی اختصاص دارد. این دانشگاه آزمایشگاه علوم دفتر وزارت انرژی ایالات متحده را اداره می کند، که بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و برای رسیدگی به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما تلاش می کند. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید https://energy.gov/science