Problema unui reactor de fuziune s-a dovedit a fi un avantaj pentru un motor cu plasmă

Cercetătorii de la Universitatea Tohoku și de la Universitatea Națională Australiană au descoperit asta

undele de plasmă excitate spontan au provocat transferul de electroni magnetizați, ceea ce poate rezolva problema „separării plasmei” la motoarele cu duză magnetică.

În motoarele RF cu duză magneticăacesta din urmă direcționează și accelerează plasma, permițând navelor spațiale să genereze forță. Tehnologia de propulsie electrică arată un mare potențial de a introduce o nouă eră a călătoriilor în spațiu. Cu toate acestea, dezvoltarea ulterioară a fost împiedicată de așa-numita problemă a „separării plasmei”, explică oamenii de știință.

O ilustrare a funcționării unui motor cu plasmă cu o duză magnetică. Imagine: Kazunori Takahashi, Universitatea Tohoku

Deoarece liniile câmpului magnetic sunt întotdeaunaformează bucle închise, cele care se află în interiorul duzelor magnetice revin inevitabil la designul motorului. Din acest motiv, fluxul de plasmă trebuie separat de duza magnetică. Ionii cu o rază mare se desprind cu ușurință din duza magnetică. Dar electronii, cu masa lor mică și raza lor mică, sunt legați de liniile de forță, creând un câmp electric care trage ionii înapoi și reduce forța netă la zero.

În munca lor, fizicienii au analizat în detaliudate despre semnalele de densitate a plasmei și fluctuațiile câmpului electric. Ei au descoperit că undele excitate spontan au cauzat transportul electronilor magnetizați spre interior într-o direcție transversală față de axa principală a câmpului magnetic. Această mișcare este utilă pentru separarea plasmei, deoarece reduce divergența fasciculului de plasmă în expansiune.

Ilustrare schematică a mișcării electronilor într-o plasmă detașată. Imagine: Kazunori Takahashi, Universitatea Tohoku

Instabilitatea plasmei, caracteristici de transportplasma și pierderile datorate valurilor și turbulențelor au reprezentat o problemă majoră pentru limitarea plasmei în reactoarele de fuziune, dar în acest caz s-au dovedit a fi utile.

Descoperirea noastră este un caz rar cândInstabilitatea plasmei are într-adevăr un efect benefic asupra ingineriei. Rezultatele noastre oferă o nouă perspectivă asupra rolului instabilității în plasmă și vor ajuta la dezvoltarea propulsoarelor de plasmă RF cu o duză magnetică.

Kazunori Takahashi, coautor al studiului la Universitatea Tohoku

Citeste mai mult:

Există știința în condiții extreme? Raspundem in cifre

Supervulcanul Yellowstone s-a dovedit a fi de multe ori mai periculos decât credeau oamenii de știință

Oul a fost aruncat din spațiu: uite ce s-a întâmplat cu el