Новости космоса и технологий. » Физика » Строим звезду в банке меньшего размера

Строим звезду в банке меньшего размера

Опубликовал: Admin, 4-11-2020, 01:01, Физика, 41, 0

Строим звезду в банке меньшего размера

Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США (DOE) лучше поняли многообещающий метод улучшения удержания плазмы сверхгорячего термоядерного синтеза с помощью магнитных полей. Улучшенное удержание плазмы может позволить построить термоядерный реактор, называемый сферическим токамаком, меньшего размера и с меньшими затратами, что приблизит мир к воспроизведению на Земле термоядерной энергии, которая питает Солнце и звезды.

Улучшенное удержание стало возможным благодаря так называемому расширенному пьедесталу (EP) H-режим, разновидность высокопроизводительного, или H-режим, состояние плазмы что десятилетиями наблюдалось в токамаках по всему миру. Когда слияние плазма переходит в H-режим, требуется меньший нагрев, чтобы достичь сверхгорячих температур, необходимых для реакций синтеза.

Новое понимание раскрывает некоторые из основных механизмов EP H-режима, состояния, которое исследователи обнаружили более десяти лет назад. Ученые во главе с физиками из PPPL обнаружили, что H-режим EP улучшает H-режим в сферических токамаках за счет снижения плотности края плазмы.

Пониженная плотность происходит в EP H-режиме, когда небольшие нестабильности на краю плазмы выбрасывают относительно холодные частицы с низкой энергией. Чем меньше холодных частиц приходится сталкиваться, тем меньше вероятность утечки более горячих частиц в плазме.

«Поскольку частицы с более высокой энергией остаются в плазме в больших количествах, они увеличивают давление в плазме, подпитывая нестабильности, выбрасывающие более холодные частицы, и еще больше понижают плотность краев», - сказал физик PPPL Девон Батталья, ведущий автор статьи, сообщающей результаты в Физика плазмы . «В конечном итоге случайное взаимодействие позволяет плазме оставаться более горячей при том же нагреве и небольшом изменении средней плотности плазмы».

Физики хотят понять условия, при которых возникает EP H-режим, чтобы они могли воссоздать их на будущих термоядерных электростанциях. «Если бы мы могли запускать плазму с этой характеристикой в ​​устойчивом режиме, это обеспечило бы дополнительный путь для оптимизации размера и увеличения мощности будущих термоядерных реакторов», - сказал физик PPPL Вальтер Гуттенфельдер, один из исследователей, внесших вклад в разработку результаты.

В термоядерных реакторах сочетаются легкие элементы в виде плазмы - горячего заряженного состояния вещества, состоящего из свободных электронов и атомных ядер - для генерации большого количества энергии. Ученые используют термоядерные реакторы для разработки процесса, который приводит в движение Солнце и звезды, обеспечивая практически неисчерпаемый источник энергии для выработки электричества.

Физики Раджеш Майнги и Дэвид Гейтс открыли EP H-режим в 2009 году, используя Национальный эксперимент с сферическим тором (NSTX) PPPL, предшественника Национального эксперимента по обновлению сферического тора (NSTX-U). «Их открытие было захватывающим, потому что ограниченная плазма реорганизовалась и лучше удерживала тепло без больших изменений количества плазмы», - сказал Батталья.

«Это как улучшить изоляцию вашего дома», - сказал он. «Чем больше плазма удерживает свое тепло, тем меньше вы можете сделать устройство, поскольку вам не нужны дополнительные слои плазмы для изоляции горячего ядра». Более того, добавил он, «сделав скачок в нашем понимании того, как возникает EP H-режим, мы можем иметь больше уверенности в том, что сможем предсказать, произойдет ли это. Следующим шагом будет использование новых возможностей NSTX- U, чтобы продемонстрировать, что мы можем использовать преимущества этого процесса в наших конструкциях термоядерных реакторов ".


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии