Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà vật lý đã phát hiện ra thông tin có giá trị về cách plasma chảy ở rìa bên trong các thiết bị nhiệt hạch hình bánh rán. Những phát hiện này đánh dấu một dấu hiệu đáng khích lệ cho sự phát triển của máy móc để tạo ra năng lượng nhiệt hạch để tạo ra điện mà không tạo ra chất thải nguy hại lâu dài.
Các nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton (PPE) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (PPE) đã phát hiện ra thông tin có giá trị về cách khí nạp điện gọi là “plasma” chảy ở rìa bên trong các thiết bị nhiệt hạch hình bánh rán gọi là “tokamaks”. Những phát hiện này đánh dấu một dấu hiệu đáng khích lệ cho sự phát triển của máy móc để tạo ra năng lượng nhiệt hạch để tạo ra điện mà không tạo ra chất thải nguy hại lâu dài.
Kết quả đã chứng thực một phần những phát hiện PPPL trong quá khứ rằng chiều rộng của khí thải nhiệt do các phản ứng nhiệt hạch tạo ra có thể rộng hơn gấp sáu lần, và do đó ít hẹp hơn, tập trung và gây hại hơn so với những gì đã nghĩ. “Những phát hiện này là tin tốt cho ITER,” nhà vật lý PPPL CS Chang, tác giả chính của một mô tả về nghiên cứu Vật lý của Plasmas , đề cập đến thí nghiệm hợp hạch quốc tế đang được xây dựng ở Pháp. “Các phát hiện cho thấy khí thải nhiệt trong ITER sẽ có cơ hội gây hại cho máy nhỏ hơn”, Chang nói.
Fusion, sức mạnh điều khiển mặt trời và các ngôi sao, là sự hợp nhất của các nguyên tố ánh sáng dưới dạng plasma – trạng thái nóng, tích điện của vật chất gồm các electron tự do và hạt nhân nguyên tử – tạo ra năng lượng. Các nhà khoa học trên khắp thế giới đang tìm cách tái tạo hợp hạch trên Trái đất để cung cấp năng lượng gần như vô tận để tạo ra điện.
Plasma siêu nóng trong tokamaks, có thể đạt tới hàng trăm triệu độ, bị giới hạn bởi từ trường giữ plasma từ thành của máy. Tuy nhiên, các hạt và nhiệt có thể thoát ra khỏi các trường giam cầm tại “dải phân cách từ” – ranh giới giữa các plasma bị giam cầm từ tính và không bị giam cầm. Tại ranh giới này, các đường trường giao nhau tại điểm gọi là điểm X, điểm mà nhiệt thải và các hạt thải ra và tấn công mục tiêu gọi là “tấm chuyển hướng”.
Những phát hiện mới cho thấy tác dụng đáng ngạc nhiên của điểm X đối với khí thải bằng cách chỉ ra rằng một vết điện tích giống như ngọn đồi xảy ra tại điểm X. Ngọn đồi điện này làm cho plasma lưu thông xung quanh nó, ngăn các hạt plasma di chuyển giữa khu vực thượng nguồn và hạ lưu của các đường trường theo một đường thẳng. Thay vào đó, giống như những chiếc xe hơi di chuyển xung quanh một công trường, các hạt plasma tích điện sẽ đi đường vòng quanh ngọn đồi.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra những phát hiện này với XGC, một mã máy tính tiên tiến được phát triển với các cộng tác viên bên ngoài tại PPPL, mô hình plasma như một tập hợp các hạt riêng lẻ chứ không phải là một chất lỏng. Mô hình, cho thấy kết nối giữa plasma ngược dòng nằm phía trên điểm X và plasma hạ lưu bên dưới điểm X được hình thành theo cách không được dự đoán bởi các mã đơn giản hơn, có thể dẫn đến dự đoán chính xác hơn về khí thải và làm cho tương lai lớn hơn cơ sở vật chất ít dễ bị tổn thương bên trong.
“Kết quả này cho thấy mô hình trước đây của các dòng trường liên quan đến ống thông lượng là không đầy đủ”, Chang nói – đề cập đến các khu vực hình ống xung quanh các khu vực của từ thông – “và sự hiểu biết hiện tại về sự tương tác giữa các plasmas ngược dòng và hạ lưu Bước tiếp theo của chúng tôi là tìm ra một mối quan hệ chính xác hơn giữa các luồng ngược dòng và hạ lưu bằng cách sử dụng một mã như của chúng tôi. Kiến thức đó sẽ giúp chúng tôi phát triển các phương trình chính xác hơn và các mô hình giảm được cải thiện, thực tế đã được tiến hành. “
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma DOE / Princeton . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :