نماذج برينستون البلازما وتسريع الطريق إلى الاندماج النووي



اتخذ الفيزيائيون في مختبر برينستون لفيزياء البلازما (PPPL) التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (DOE) خطوة حاسمة نحو الاندماج النووي من خلال تحديد مصدر انهيار الطاقة الحرارية الذي يسبق الانقطاعات في عملية الاندماج التي يمكن أن تلحق الضرر بمحطات صهر Tokamak ، وفقًا لذلك. إلى بيان صحفي صادر عن المعهد صدر الثلاثاء. يمكن أن يتغلب هذا التطور على أحد أهم التحديات التي تواجه منشآت الاندماج المستقبلية الآن وفي المستقبل.

تتبع العلماء الانهيار إلى الاضطراب ثلاثي الأبعاد للمجالات المغناطيسية القوية لتوكاماك. قال Min-Gu Yoo ، باحث ما بعد الدكتوراه في PPPL والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة: "لقد اقترحنا طريقة جديدة لفهم الخطوط الميدانية [المضطربة] ، والتي عادة ما تم تجاهلها أو وضعها بشكل سيئ في الدراسات السابقة".

تُستخدم الحقول المغناطيسية في نباتات الاندماج كبديل للجاذبية القوية التي تحافظ على تفاعلات الاندماج في الأجرام السماوية. ومع ذلك ، في التجارب المعملية ، يتم اضطراب هذه الحقول بسبب عدم استقرار البلازما ، مما يؤدي إلى بلازما فائقة السخونة تفلت بسرعة من الحبس. يمكن للحرارة الناتجة أن تلحق الضرر بجدران النباتات الذائبة. كانت المشكلة أن هذا النوع من السلوك كان حتى الآن غير متوقع ، مما يعرض النباتات لحوادث خطيرة ومكلفة:

قال الباحث الرئيسي فيزيائي Weixing Wang: "في حالة حدوث اضطراب شديد ، تصبح خطوط الحقل [فوضوية] تمامًا مثل السباغيتي وتتصل بسرعة بالحائط بأطوال مختلفة جدًا". "هذا يجلب الطاقة الحرارية الهائلة للبلازما ضد الجدار."

تجعل القدرة على التنبؤ بسلوك المجالات المغناطيسية من الممكن جعل عملية تحضير الاندماج أقل خطورة ، وقبل كل شيء ، يمكن التنبؤ بها ، أيضًا من خلال التقنية التقليدية

يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على التقاط وتوجيه عملية الاندماج الذري على الأرض من أجل تطوير مصدر طاقة نظيف وخالٍ من الكربون وربما لا ينضب قادرًا على توليد الكهرباء.

كانت العقبة غير المعروفة حتى الآن هي الشكل ثلاثي الأبعاد ، أو الطوبولوجيا ، لخطوط المجال المضطربة الناتجة عن عدم الاستقرار المضطرب. ترجع هذه الهيكلية إلى نشوء "تلال" و "أحواض" صغيرة تحاصر فيها بعض الجسيمات ، بينما تصطدم بعضها بجدران الآلة.

وقال يو "إن وجود هذه التلال مسؤول عن الانخفاض السريع في درجة الحرارة ، ما يسمى بالإخماد الحراري ، لأنها تسمح لمزيد من الجسيمات بالهروب من جدار توكاماك". "ما أظهرناه في المقالة هو كيفية رسم خريطة جيدة لفهم طوبولوجيا خطوط الحقل. بدون التلال المغناطيسية ، لكانت معظم الإلكترونات محاصرة في التدفق المغناطيسي. ولا يمكن أن تنتج التبريد الحراري الذي لوحظ في التجارب ".

وبالتالي فإن نمذجة البلازما ستسرع بشكل كبير من عملية تركيز البلازما وإمكانية الحصول على اندماج حتى مع أكثر تقنيات التوكاماك انتشارًا.


برقية
بفضل قناة Telegram الخاصة بنا ، يمكنك البقاء على اطلاع دائم بنشر مقالات جديدة من السيناريوهات الاقتصادية.

⇒ سجل الآن


عقول

مقالة برينستون نماذج البلازما وتسريع الطريق إلى الاندماج النووي يأتي من ScenariEconomici.it .


تم نشر المشاركة على مدونة Scenari Economici على https://scenarieconomici.it/princeton-modella-il-plasma-e-accelera-la-strada-verso-la-fusione-nucleare/ في Sun, 02 Oct 2022 09:41:22 +0000.