Objevil: optimální magnetické pole pro potlačení nestability v tokamakách

David Icke - Lev Již Nedřímá 1/4, CZ titulky, 2010, HD (Smět 2019).

Anonim

Fusion, síla, která pohání slunce a hvězdy, vytváří obrovské množství energie. Vědci, kteří se zde nacházejí na Zemi, se snaží tento proces replikovat, který spojuje světelné prvky ve formě horké, nabité plazmy, složené z volných elektronů a atomových jader, a vytváří tak prakticky nevyčerpatelnou dodávku energie pro výrobu elektřiny v tom, co se nazývá " džbán. "

Dlouholetá skládačka ve snaze zachytit sílu fúze na Zemi je způsob, jak snížit nebo odstranit společnou nestabilitu, která se vyskytuje v plazmatu nazývaném hraniční lokalizované režimy (ELM). Stejně jako slunce uvolňuje obrovské výbuchy energie v podobě slunečních paprsků, tak vzplanutí výbuchů ELM může zasahovat do stěn tokamaků ve tvaru koblih, které mají reakce na fúzi, které mohou poškodit stěny reaktoru.

Vlnky řídí nové výbuchy

Pro kontrolu těchto výbuchů vědci narušují plazmu malými magnetickými vlnami nazývanými rezonanční magnetické perturbace (RMP), které narušují hladký tvar koblihu nadměrného tlaku uvolňujícího plazmu, který snižuje nebo zabraňuje vzniku ELM. Tvrdá část produkuje právě to správné množství tohoto 3-D zkreslení, které eliminuje ELM, aniž by vyvolalo jiné nestability a uvolnilo příliš mnoho energie, což by v nejhorším případě mohlo vést k závažnému narušení, které ukončí plazmu.

Učinit úkol mimořádně obtížně je skutečnost, že na plazma může být aplikován prakticky neomezený počet magnetických deformací, což způsobuje, že přesné nalezení správného druhu zkreslení je mimořádnou výzvou. Ale už ne.

Fyzik Jong-Kyu Park laboratoře fyziky plazmatu fyziky USA (Department of Energy, DOE), pracující s týmem spolupracovníků ze Spojených států amerických a Národního institutu pro výzkum fúze (NFRI) v Koreji, úspěšně předpovídal celý soubor výhodných 3-D zkreslení pro řízení ELM bez vytváření dalších problémů. Výzkumníci potvrdili tyto předpovědi na zařízení korejského supravodivého zařízení Tokamak Advanced Research (KSTAR), jeden z nejpokročilejších supravodivých tokamaků na světě, který se nachází v Daejeonu v Jižní Koreji.

KSTAR ideální pro testy

KSTAR byl ideální pro testování předpovědí kvůli jeho pokročilým ovládacím prvkům magnetů pro dosažení přesného zkreslení téměř dokonalé symetrie plazmy v podobě koblihy. Identifikace nejvýhodnějších deformací, které představují méně než jedno procento všech možných deformací, které by mohly vzniknout uvnitř KSTAR, by bylo prakticky nemožné bez prediktivního modelu vyvinutého výzkumným týmem.

Výsledkem bylo dosažení precedentu. "Poprvé ukážeme plné 3-D provozní okno v tokamaku, které potlačuje ELM, aniž by se rozptýlily jádrové nestability nebo nadměrně ponižující omezení, " řekl Park, jehož článek napsaný se 14 spoluautory ze Spojených států a Jižní Koreje, je publikován v přírodě fyziky. "Dlouho jsme si mysleli, že by bylo příliš výpočetně obtížné identifikovat všechna prospěšná políčka, která přerušují symetrii, ale naše práce nyní ukazuje jednoduchý postup k identifikaci souboru všech takových konfigurací."

Výzkumníci snížili složitost výpočtů, když si uvědomili, že počet způsobů, jak může plazma zkreslit, je ve skutečnosti mnohem menší než rozsah možných 3-D polí, které lze použít na plazma. Zpracováním zpět, od zkreslení na pole 3D, autoři vypočítali nejúčinnější pole pro odstranění ELM. Experimenty KSTAR potvrdily předpovědi s pozoruhodnou přesností.

Závěry poskytují novou důvěru

Zjištění na KSTAR poskytují novou důvěru ve schopnost předpovědět optimální 3-D pole pro ITER, mezinárodní tokamak ve výstavbě ve Francii, který plánuje použít speciální magnety k výrobě 3-D deformací pro řízení ELM. Taková kontrola bude zásadní pro ITER, jehož cílem je vyrobit desetkrát více energie, než bude potřebovat k ohřevu plazmy. Uvedení autoři příspěvku "metoda a princip přijatý v této studii mohou podstatně zlepšit efektivitu a věrnost komplikovaného 3-D optimalizačního procesu v tokamakách."

menu
menu