Το «δισκίο» νέον ψύχει γρήγορα το πλάσμα σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης

Μια ομάδα Ιαπώνων ερευνητών από το Εθνικό Ινστιτούτο Κβαντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας και το Εθνικό

Αναπτύχθηκε Ινστιτούτο Θερμοπυρηνικής Έρευναςμια νέα μέθοδος για τον περιορισμό του πλάσματος μέσα σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης. Μια κάψουλα υδρογόνου αναμεμειγμένη με 5% νέον επιτρέπει σε κάποιον να ψύχει αποτελεσματικά το πλάσμα με θερμοκρασία περίπου 100.000.000 °C, αποτρέποντας «ρήξεις».

Ένα "σπάσιμο" είναι μια απότομη διακοπή της μαγνητικήςσυγκράτηση πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας σε περίπτωση αστάθειας στο εσωτερικό του. Αυτό είναι ένα σοβαρό πρόβλημα για τους αντιδραστήρες σύντηξης. Η καταστροφή προκαλεί την είσοδο πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας στην εσωτερική επιφάνεια της περιοχής στην οποία περιέχεται, γεγονός που οδηγεί σε βλάβη στη δομή του αντιδραστήρα.

Ως αντίμετρο, οι επιστήμονες εξερευνούν μεθόδουςαναγκαστική ψύξη του πλάσματος όταν ανιχνεύονται σημεία αστάθειας. Χρησιμοποιώντας θεωρητικά μοντέλα και πειραματικές μετρήσεις, οι φυσικοί έχουν ανακατασκευάσει τη δυναμική ενός πυκνού πλασμοειδούς που σχηματίζεται γύρω από έναν κόκκο πάγου. Προσδιόρισαν τους φυσικούς μηχανισμούς που επηρεάζουν τα συστήματα ψύξης.

Ως βασική στρατηγική, οι επιστήμονες χρησιμοποιούνσφαιρίδια πάγου υδρογόνου κατεψυγμένα σε θερμοκρασίες κάτω των 10 Κ και εγχύθηκαν σε πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας. Ο προστιθέμενος πάγος λιώνει από την επιφάνεια, εξατμίζεται και ιονίζεται θερμαίνοντας το περιβάλλον πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας, σχηματίζοντας ένα στρώμα πλάσματος χαμηλής θερμοκρασίας και υψηλής πυκνότητας γύρω από τον πάγο. 

Ψύξη πλάσματος με καθαρό υδρογόνο (κέντρο) και κάψουλα γεμάτη νέον. Εικόνα: Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης Σύντηξης

Ένα τέτοιο πλασμοειδές χαμηλής θερμοκρασίας υψηλήςΗ πυκνότητα αναμιγνύεται με το κύριο πλάσμα, η θερμοκρασία του οποίου μειώνεται. Ωστόσο, η χρήση καθαρού πάγου υδρογόνου εκτοξεύει το πλασμοειδές έξω από τη δέσμη προτού μπορέσει να αναμιχθεί με το πλάσμα-στόχο, καθιστώντας το αναποτελεσματικό για την ψύξη πλάσματος υψηλής θερμοκρασίας βαθύτερα κάτω από την επιφάνεια. 

Σε μια μελέτη της φυσικής, βρήκαν ότιη χρήση υδρογόνου με πρόσμειξη νεον κατέστειλε την απελευθέρωση του πλασμοειδούς. Επιπλέον, πειράματα επιβεβαίωσαν ότι το νέον παίζει χρήσιμο ρόλο στην αποτελεσματική ψύξη του πλάσματος.

Διαβάστε περισσότερα:

Το μυστικό της ανθεκτικότητας του ρωμαϊκού σκυροδέματος αποκαλύπτεται: μπορεί να αποκατασταθεί

Οι γενετιστές έχουν καθορίσει πώς η ηλικία της σύλληψης στους ανθρώπους έχει αλλάξει κατά τη διάρκεια των 250.000 ετών

Ο ήλιος άνοιξε τη χρονιά με μια λάμψη της πιο ισχυρής κατηγορίας