Grupa japońskich badaczy z Narodowego Instytutu Nauki i Technologii Kwantowej oraz Narodowego Instytutu Nauki i Technologii Kwantowej
„Przerwa” to nagłe ustanie pola magnetycznegopowstrzymywanie plazmy wysokotemperaturowej w przypadku niestabilności wewnątrz niej. Jest to poważny problem dla reaktorów termojądrowych. Zniszczenie powoduje przedostanie się wysokotemperaturowej plazmy na wewnętrzną powierzchnię obszaru, w którym się znajduje, co prowadzi do uszkodzenia konstrukcji reaktora.
Jako środek zaradczy naukowcy badają metodywymuszone chłodzenie plazmy w przypadku wykrycia oznak niestabilności. Korzystając z modeli teoretycznych i pomiarów eksperymentalnych, fizycy zrekonstruowali dynamikę gęstego plazmoidu, który tworzy się wokół granulek lodu. Zidentyfikowali fizyczne mechanizmy wpływające na systemy chłodzenia.
Jako podstawową strategię stosują naukowcylodowe granulki wodoru zamrożone w temperaturze poniżej 10 K i wtryskiwane do plazmy o wysokiej temperaturze. Dodany lód topi się z powierzchni, odparowuje i jonizuje poprzez ogrzewanie otaczającej plazmy o wysokiej temperaturze, tworząc wokół lodu warstwę niskotemperaturowej plazmy o dużej gęstości.
Chłodzenie plazmowe czystym wodorem (w środku) i kapsuła wypełniona neonem. Zdjęcie: Narodowy Instytut Nauk o Fuzji
Taki niskotemperaturowy plazmoid o wysokiejgęstość miesza się z główną plazmą, której temperatura spada. Jednak użycie czystego lodu wodorowego wyrzuca plazmoid z wiązki, zanim zmiesza się z docelową plazmą, co czyni go nieskutecznym w chłodzeniu plazmy wysokotemperaturowej głębiej pod powierzchnią.
W badaniu fizyki odkryli toużycie wodoru domieszkowanego neonem zahamowało uwalnianie plazmoidu. Ponadto eksperymenty potwierdziły, że neon odgrywa użyteczną rolę w wydajnym chłodzeniu plazmy.
Czytaj więcej:
Sekret trwałości rzymskiego betonu wychodzi na jaw: można go odnowić
Genetycy ustalili, jak zmieniał się wiek poczęcia u ludzi na przestrzeni 250 000 lat
Słońce rozpoczęło rok błyskiem najpotężniejszej klasy