تؤتي دراسة طاقة الاندماج الخطرة ثمارها من خلال تقريب البلازما من جدران المفاعل

أصدر أول تعاون اندماجي رئيسي بين فرق البحث الصينية والأمريكية اكتشافًا مفاجئًا حول مستقبل اندماج الحبس المغناطيسي: من خلال تقليل المسافة بين البلازما وجدار الغرفة التي تحتوي عليها ، يمكنهم فعلاً جعل النظام أكثر مستقر. ذلك يمكن أن تسمح ابتكر الباحثون بلازما ذات ضغط أعلى ، وربما يحققون عتبة الاشتعال البالغة الأهمية ، وتفاعل الاندماج الذاتي المستدام.

اندماج الحبس المغناطيسي يعمل باستخدام مجالات مغناطيسية عالية الطاقة لأهالحدودعينة من الوقود الاندماجي الذي تم تسخينه إلى حالة البلازما. يمكن أن يصبح هذا أكثر سخونة من الجزء الداخلي للشمس ، لكنهم يستمرون في تسخينه حتى يجبرون بعض الأيونات في المركز على الاندماج ، وتحويل جزء صغير من كتلتها إلى طاقة ، وإطلاقها. إذا لامست تلك البلازما جدران الحاوية فعليًا ، فستكون تلك الحاوية محمصة - لذلك من المهم استخدام تلك الحقول المغناطيسية لإبقائها منفصلة عن تلك الجدران.



مقطع عرضي لجهاز الحبس المغناطيسي في ITER.

مقطع عرضي لجهاز الحبس المغناطيسي في ITER.



ما وجده هذا الفريق ، من American General Atomics ومنشأة ASIPP الصينية ، هو أنه من خلال تعديل استخدامهم لمبدأ يسمى تيار التمهيد ، يمكنهم السماح للبلازما بالتمدد والاقتراب من جدران غرفة التفاعل. في الوقت الحاضر ، ستدخل بلازما التسخين فترة من عدم الاستقرار تسمى 'وضع kink' تتذبذب فيها وتجعل من الصعب احتوائها بكفاءة. من خلال زيادة استخدام توكاماك للتيار المتولد ذاتيًا (تيار التمهيد) ، وجد الباحثون أن تقريب البلازما من الجدران يمكن أن يلتف حول وضع kink.

إنه قرار محفوف بالمخاطر ، محاولة جلب حرارة نجم أقرب إلى جهاز البحث الذي تبلغ تكلفته عدة مليارات من الدولارات ، لكن هذا الفريق فعل ذلك. يمكنك أن تتخيل مستوى فحص العمل الذي استمر ، لأنه إذا لم ينجح نهجهم في الحبس ، فمن شبه المؤكد أنهم سيحدثون قدرًا معينًا من الضرر للمفاعل.



كل هذا له علاقة بقدرة الباحثين على الحفاظ على ما يسمى ب 'الجزر المغناطيسية' ذات اضطراب البلازما المنخفض. باستخدام تيار التمهيد ، يمكن أن تساعد هذه الدراسة العلماء على التحكم في هذه الجزر دون حقن 'التدفق' من الخارج - وهو أمر جيد ، نظرًا لأنه من الصعب للغاية القيام بذلك في منشآت الحبس المغناطيسي الحالية ، مثل المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER) ). يمكنهم إنشاء تدفق بلازما 'مدفوع بالضغط' يسهل التحكم فيه.

رسم تخطيطي لتيار التمهيد. مسح الآن؟

رسم تخطيطي لتيار التمهيد. مسح الآن؟

تكمن المشكلة الكبرى في اندماج الحبس المغناطيسي في أنه يستخدم مغناطيسًا لحصره - وهي عبارة عن توكاماك مغناطيسية هائلة لا تكلف فقط مبلغًا غير لائق من المال ، ولكنها تستغرق عقودًا لإنتاجها. من الواضح أن مفاعل بحثي عامل سيؤدي إلى مفاعلات مصممة بشكل أفضل وأكثر كفاءة في المستقبل ، ولكن بدون اختراقات أساسية مثل موصلات فائقة عالية الحرارةيبدو أنها قد مرت سنوات عديدة من تطبيق العالم الحقيقي.



في الوقت الحالي ، يحاول ITER وغيره من مرافق أبحاث الاندماج اكتشاف كيفية إنشاء مفاعل الاندماج وحصره بكفاءة كافية لإطلاق المزيد من الطاقة للقبض أكثر مما كان عليهم حقنها في المقام الأول. لاحظ أنه من خلال القيام بذلك ، وتوليد أول صافي جول من طاقة الاندماج ، لا يزال ينتج فقط واحد جول صافيمن الطاقة. سيكون أول مولد طاقة اندماج ناجح لحظة هائلة للبشرية ، لكننا نحتاج إلى محطات طاقة حديثة لإنتاج صافي ميغا جول ، إن لم يكن كذلكغيغاج.

يحرز الاندماج تقدمًا نحو العتبة التقنية لإنتاج الطاقة - ولكن حتى هذا الإنجاز الهائل سيكون مجرد خطوة أولى لكثيرين على الطريق لتزويد البشرية بطاقة النجم.

للمزيد اقرأ:كيف تعمل قوة الاندماج؟

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com