Běžný domácí čistič může zvýšit úsilí o sklizeň fúzní energie na Zemi

Federico Nespoli, fyzik PPPL ve Velké šroubovicové soustavě v Japonsku. Kredit: Japonský národní institut věd o fúzi / Kiran Sudarsanan.

Vědci zjistili, že přidání běžného čisticího prostředku pro domácnost – minerálního boru, který se nachází v čističích, jako je borax – může výrazně zlepšit schopnost některých zařízení na výrobu energie z fúze pojmout teplo potřebné k vyvolání fúzních reakcí na Zemi, jako to dělá slunce a hvězdy.


Fyzici z Laboratoře fyziky plazmatu v Princetonu (PPPL) amerického ministerstva energetiky ve spolupráci s japonskými výzkumníky pozorovali v Japonsku Velké šroubovité zařízení (LHD), zkroucené magnetické zařízení, které Japonci nazvali „heliotron“. Výsledky poprvé ukázaly nový systém pro omezování tepla v zařízeních známých jako hvězdy, podobně jako heliotron. Zjištění by mohla posunout bizarní design jako plán budoucích fúzních elektráren.

zamknout

Výzkumníci vytvořili systém vyššího zadržení vstřikováním malých pelet Bor Prášek v LHD plazmatu, který podporuje fúzní reakce. Vstřikování kapátkem namontovaným na PPPL snížilo ostře turbulentní víry a víry a zvýšilo omezené teplo, které produkovalo reakce.

„Tento efekt vidíme velmi jasně,“ řekl Federico Nespoli, fyzik z PPPL, hlavní autor výzkumné práce, která podrobně popisuje proces v časopise. Přírodní fyzika. „Čím více energie vložíme do plazmatu, tím větší bude nárůst tepla a omezení, což by bylo ideální v reálných podmínkách reaktoru.“

David Gates, hlavní výzkumný fyzik v PPPL, který vede divizi pokročilých projektů, která na práci dohlížela, řekl: „Jsem velmi nadšený z těchto vynikajících výsledků, které Federico napsal v tomto důležitém článku o naší spolupráci s týmem na velkém spirálovém zařízení. … když jsme spustili tento projekt – LHD Impurity Powder Dropper – v roce 2018 jsme doufali, že by to mohlo mít vliv na zadržování energie. Pozorování byla lepší, než jsme očekávali, s potlačením turbulence na velké části poloměru plazmy. děkujeme našim japonským kolegům, že nám dali příležitost, aby se náš tým těchto experimentů účastnil.“

Výsledky potěšily i japonské vědce. „Jsme velmi potěšeni a nadšeni z těchto výsledků,“ řekl Masaaki Osakabe, výkonný ředitel projektu LHD a vědecký poradce pro výzkum jaderné fúze na japonském ministerstvu jaderné energie MEXT. „Je nám také ctí spolupracovat s PPPL,“ řekl Osakabe. „Výsledky odhalené prostřednictvím této spolupráce poskytnou dobrý nástroj pro řízení vysoce výkonného plazmatu ve fúzním reaktoru.“

nadějný koncept

Stellarators, poprvé vytvořené v 50. letech 20. století pod vedením zakladatele PPPL Lymana Spitzera, jsou slibným konceptem s dlouholetými symetrickými magnetickými instalacemi tzv. Tocamex Jako průkopnické zařízení pro výrobu energie z jaderné syntézy. Historie relativně špatného tepelného omezení hrála roli při zadržování hvězd, které mohou fungovat v ustáleném stavu s malým rizikem plazmatických poruch, kterým tokamak čelí.

Fúze kombinuje prvky světla ve formě plazmy – horkého, nabitého stavu hmoty tvořené volnými elektrony a atomovými jádry neboli ionty, které tvoří 99 procent viditelného vesmíru – a uvolňuje obrovské množství energie. Tokamaky a stelarátory jsou primární magnetické konstrukce pro vědce, kteří hledají bezpečnou, čistou, prakticky neomezenou energii z fúze pro výrobu fúzní energie pro lidstvo.

Přestože se bór již dlouho používá k úpravě stěn a zlepšení zadržení v tokamaku, vědci nikdy předtím nezaznamenali „rozsáhlé snížení turbulencí a zvýšení teploty, jako jsou ty popsané v tomto článku“, podle papíru. Kromě toho, chybějící pozorování měla zničit výbuchy a částice, nazývané místní okrajové režimy (ELM), které se mohou vyskytovat v tokamacích a stelarátorech během vysokého zadržení nebo H-módu, fúze experimenty.

Výzkumný článek uvedl, že pozorované zlepšení tepla a zadržení v plazmatu LHD je pravděpodobně způsobeno snížením nestability takzvaného teplotního gradientu iontů (ITG), což má za následek poruchu, která způsobuje únik plazmatu z uzavřeného prostoru. Snížení turbulence kontrastuje s typem tepelných ztrát zvaným „neoklasický transport“, což je další hlavní příčina úniku částic z hvězdného prostoru.

nové kolo

Nyní probíhá nové kolo zkoušek LHD, které otestují, zda je zlepšení tepla a izolace trvalé pro rostoucí rozsah rychlostí vstřikování hmoty, hustoty plazmy a pevnosti zahřívání. Nespoli a jeho kolegové chtějí také vědět, zda práškový uhlík může působit jako bor. Bór vytváří na stěně dobrý povlak vězení Uhlík to neudělá, řekl, a my chceme zjistit, jestli je všechen prášek dobrý, nebo jestli je to bor, který zlepšuje podmínky.

Mezi další cíle patří hodnocení schopnosti boru zlepšit výkon plazmatu během procesu LHD v ustáleném stavu, který je schopen fungovat po extrémně dlouhou dobu. plazma Vybíjení až jednu hodinu. Experimenty, jako jsou tyto, by mohly přinést nové důkazy o hodnotě astrálního designu posouvajícího se vpřed.


Dobře tvarovaná: Úprava okraje plazmy může zlepšit výkon hvězdy na Zemi


více informací:
F. Nespoli et al, Pozorování systému s nízkou turbulencí vstřikováním borového prášku do astrálního aparátu, Přírodní fyzika (2022). DOI: 10.1038 / s41567-021-01460-4

citát: Společný čistič domácnosti by mohl zvýšit úsilí při získávání energie z jaderné syntézy na Zemi (2022, 11. ledna) Získáno 12. ledna 2022 z https://phys.org/news/2022-01-common-household-cleaner-boost-effort .html

Tento dokument podléhá autorským právům. Bez ohledu na jakékoli poctivé jednání za účelem soukromého studia nebo výzkumu nesmí být žádná část reprodukována bez písemného souhlasu. Obsah je poskytován pouze pro informační účely.

READ  Vědci náhodou objevili pod půl míle ledu podivná stvoření

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.