Tohoku universiteto ir Australijos nacionalinio universiteto mokslininkai nustatė, kad
RF varikliuose su magnetiniu antgaliupastaroji nukreipia ir pagreitina plazmą, leisdama erdvėlaiviams generuoti trauką. Elektros varymo technologija rodo didelį potencialą pradėti naują kosminių kelionių erą. Tačiau tolesniam vystymuisi trukdė vadinamoji „plazmos atskyrimo“ problema, aiškina mokslininkai.
Plazminio variklio su magnetiniu antgaliu veikimo iliustracija. Vaizdas: Kazunori Takahashi, Tohoku universitetas
Kadangi magnetinio lauko linijos visada yrasudaro uždaras kilpas, tie, kurie yra magnetinių purkštukų viduje, neišvengiamai grįžta prie variklio konstrukcijos. Dėl šios priežasties plazmos srautas turi būti atskirtas nuo magnetinio antgalio. Didelio spindulio jonai lengvai atsiskiria nuo magnetinio antgalio. Tačiau elektronai, turintys mažą masę ir mažą spindulį, yra susieti su jėgos linijomis, sukuriant elektrinį lauką, kuris traukia jonus atgal ir sumažina grynąją trauką iki nulio.
Savo darbe fizikai išanalizavo išsamiaiplazmos tankio signalų ir elektrinio lauko svyravimų duomenys. Jie nustatė, kad spontaniškai sužadintos bangos sukėlė įmagnetintų elektronų transportavimą į vidų skersine kryptimi į pagrindinę magnetinio lauko ašį. Šis judėjimas yra naudingas plazmos atskyrimui, nes sumažina besiplečiančio plazmos pluošto divergenciją.
Scheminė elektronų judėjimo atskirtoje plazmoje iliustracija. Vaizdas: Kazunori Takahashi, Tohoku universitetas
Plazmos nestabilumas, transportavimo ypatybėsplazma ir nuostoliai dėl bangų ir turbulencijos buvo pagrindinė problema uždarant plazmą sintezės reaktoriuose, tačiau šiuo atveju jie pasirodė naudingi.
Mūsų atradimas yra retas atvejis, kaiPlazmos nestabilumas iš tiesų turi teigiamą poveikį inžinerijai. Mūsų rezultatai suteikia naują įžvalgą apie nestabilumo plazmoje vaidmenį ir padės sukurti RF plazmos privairavimo įrenginius su magnetiniu antgaliu.
Kazunori Takahashi, tyrimo bendraautorius Tohoku universitete
Skaityti daugiau:
Ar mokslas egzistuoja ekstremaliomis sąlygomis? Atsakome skaičiais
Jeloustouno supervulkanas pasirodė daug kartų pavojingesnis, nei manė mokslininkai
Kiaušinis buvo numestas iš kosmoso: pažiūrėkite, kas jam nutiko