Fizicienii de la Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) al Departamentului de Energie al SUA au făcut un pas important către
De ce este atât de important să se realizeze fuziunea nucleară?
Fuziunea nucleară este un proces fizic carealimentează Soarele nostru. Apare atunci când atomii sunt forțați împreună la temperaturi și presiuni extrem de ridicate, determinându-i să elibereze cantități enorme de energie prin fuziunea cu atomi mai grei.
Oamenii de știință din întreaga lume lucrează lacaptează și direcționează procesul de fuziune atomică pe Pământ pentru a dezvolta o sursă de energie curată, fără carbon și posibil inepuizabilă. Au făcut deja câteva încercări, dar doar pentru câteva secunde. Un motiv este colapsul termic.
De ce are loc colapsul termic și ce este?
O problemă de care oamenii de știință nu au fost conștienți anterior în studiul lor asupra colapsului termic este forma tridimensională sau topologia liniilor de câmp neregulate cauzate de instabilitatea turbulentă.
Foto: Rsvilkoks, CC BY-SA 4.0, prin Wikimedia Commons
Ea a provocat crearea de mici „dealuri”și „văi”, unde unele particule sunt reținute în timp ce altele se rostogolesc în jos „dealuri” și impactează pereții obiectului. Existența acestor „dealuri” determină o prăbușire rapidă a temperaturii, așa-numita călire termică.
Într-un nou studiu, oamenii de știință au urmăritcolaps la dezordinea tridimensională a câmpurilor magnetice puternice. Ele sunt folosite în instalațiile termonucleare ca înlocuitori pentru gravitația puternică, care deține reacții de fuziune în corpurile cerești, de exemplu, în Soare.
Cu toate acestea, în experimentele de laborator aceste domeniidezordonat din cauza instabilitatii plasmatice. În cazul unei încălcări grave, liniile câmpului devin complet dezordonate, „încurcându-se ca spaghetele”, scriu oamenii de știință. Din această cauză, un număr mare de particule se „lipesc” de peretele tokamak-ului. Căldura rezultată poate deteriora pereții unității de fuziune.
Ce au făcut oamenii de știință?
Ca parte a unui nou studiu, oamenii de științăa descoperit cum să creeze o hartă specială pentru a înțelege topologia liniilor electrice. Acest lucru nivelează „dealurile” magnetice. Fără ele, majoritatea electronilor ar fi prinși și nu ar putea provoca stingerea termică observată în experimente.
Astfel, oamenii de știință au simulat topologia termicărăcirea ca structură tridimensională complexă. În special, au evitat simplificările excesive care inducă atât de des în eroare fizicienii. Această topologie este notoriu dificil de înțeles din cauza interacțiunii complexe dintre câmpurile electrice și magnetice. Cercetătorii PPPL au folosit codul GTS al laboratorului pentru a o înțelege.
Cum funcționează?
Codul modelează efectul turbulenteiinstabilitate în mișcarea particulelor. Acesta arată cum câmpul electric creat în instalații aruncă particule între liniile câmpului magnetic și apoi contribuie la mișcarea rezultată a particulelor prinse. Aceasta este ceea ce duce la stingerea termică.
De ce este important acest lucru?
Noul studiu explică în termeni defizică, cum plasma pierde energie spre perete în prezența liniilor de câmp magnetic. Acest lucru este foarte util pentru a găsi modalități inovatoare de a atenua sau de a preveni stingerea termică și defalcarea plasmei în viitor.
Citeste mai mult:
S-a dovedit ce se întâmplă cu creierul uman după o oră în pădure
A devenit cunoscut care ceai distruge proteinele din creier
Creaturile marine ciudate din adâncurile oceanului s-au dovedit a fi asemănătoare cu oamenii
Fotografie de copertă: Eye Steel Film