Принстон моделирует плазму и ускоряет путь к ядерному синтезу
Физики из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США сделали важный шаг на пути к ядерному синтезу, определив источник коллапса тепловой энергии , который предшествует прерываниям в процессе синтеза, которые могут повредить плавильные установки Токамака. в пресс-релизе института, опубликованном во вторник. Эта разработка может решить одну из самых серьезных проблем, стоящих перед будущими термоядерными установками сейчас и в будущем.
Ученые связали коллапс с трехмерным беспорядком сильных магнитных полей токамака. «Мы предложили новый способ понять [неупорядоченные] линии поля, которые обычно игнорировались или плохо моделировались в предыдущих исследованиях», — сказал Мин-Гу Ю, научный сотрудник PPPL и ведущий автор нового исследования.
Магнитные поля используются в термоядерных установках в качестве замены мощной гравитации, поддерживающей термоядерные реакции в небесных телах. Однако в лабораторных экспериментах эти поля разупорядочены из-за нестабильности плазмы, в результате чего сверхгорячая плазма быстро выходит из заточения. Возникающее тепло может повредить стенки плавильных установок. Проблема заключалась в том, что этот тип поведения до сих пор был непредсказуемым, подвергая заводы опасным и дорогостоящим авариям:
«В случае серьезного возмущения силовые линии становятся полностью [беспорядочными], как спагетти, и быстро соединяются со стеной на очень разной длине», — сказал главный исследователь, физик Вейсин Ван. «Это приносит огромную тепловую энергию плазмы к стене».
Способность предсказывать поведение магнитных полей позволяет сделать процесс подготовки термоядерного синтеза менее рискованным и, прежде всего, предсказуемым, в том числе с помощью традиционной техники
Ученые всего мира работают над тем, чтобы зафиксировать и направить процесс атомного синтеза на Земле, чтобы разработать чистый, безуглеродный и, возможно, неиссякаемый источник энергии, способный генерировать электричество.
До сих пор неизвестным препятствием была трехмерная форма или топология неупорядоченных силовых линий, вызванных турбулентной неустойчивостью. Эта топология лежит в основе создания небольших «холмов» и «впадин», в которых одни частицы застревают, а другие врезаются в стенки машины.
«Существование этих холмов ответственно за быстрое падение температуры, так называемое термическое охлаждение, поскольку они позволяют большему количеству частиц покинуть стенку токамака», — сказал Ю. «В статье мы показали, как нарисовать хорошую карту, чтобы понять топологию силовых линий. Без магнитных холмов большая часть электронов была бы захвачена магнитным потоком. и не мог вызвать термического гашения, наблюдаемого в экспериментах».
Таким образом, моделирование плазмы значительно ускорит процесс концентрации плазмы и возможность получения термоядерного синтеза даже с помощью самых распространенных технологий токамаков.
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикации новых статей Экономических сценариев.
Статья в Принстоне, моделирующая плазму и ускоряющая путь к ядерному синтезу, взята с сайта ScenariEconomici.it .
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/princeton-modella-il-plasma-e-accelera-la-strada-verso-la-fusione-nucleare/ в Sun, 02 Oct 2022 09:41:22 +0000.