Un gruppo di ricercatori giapponesi dell'Istituto Nazionale di Scienza e Tecnologia Quantistica e del National
Una "rottura" è una brusca cessazione del magneticocontenimento di plasma ad alta temperatura in caso di instabilità al suo interno. Questo è un problema serio per i reattori a fusione. La distruzione fa sì che il plasma ad alta temperatura penetri nella superficie interna dell'area in cui è contenuto, provocando danni alla struttura del reattore.
Come contromisura, gli scienziati stanno esplorando metodiraffreddamento forzato del plasma quando vengono rilevati segni di instabilità. Utilizzando modelli teorici e misurazioni sperimentali, i fisici hanno ricostruito la dinamica di un denso plasmoide che si forma attorno a un granulo di ghiaccio. Hanno identificato i meccanismi fisici che influenzano i sistemi di raffreddamento.
Come strategia di base, gli scienziati usanopellet di ghiaccio di idrogeno congelati a temperature inferiori a 10 K e iniettati nel plasma ad alta temperatura. Il ghiaccio aggiunto si scioglie dalla superficie, evapora e ionizza riscaldando il plasma ad alta temperatura circostante, formando uno strato di plasma a bassa temperatura e ad alta densità attorno al ghiaccio.
Raffreddamento del plasma con idrogeno puro (al centro) e una capsula riempita di neon. Immagine: Istituto nazionale per la scienza della fusione
Un plasmoide a bassa temperatura e altola densità si mescola con il plasma principale, la cui temperatura diminuisce. Ma l'uso di ghiaccio di idrogeno puro getta il plasmoide fuori dal raggio prima che possa mescolarsi con il plasma bersaglio, rendendolo inefficace per raffreddare i plasmi ad alta temperatura più in profondità sotto la superficie.
In uno studio di fisica, l'hanno scopertol'uso di idrogeno drogato con neon ha soppresso il rilascio del plasmoide. Inoltre, gli esperimenti hanno confermato che il neon svolge un ruolo utile nell'efficiente raffreddamento del plasma.
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