Die Forscher haben kürzlich einen enormen Sprung gemacht, indem sie der stabilen Fusionskernenergie einen Schritt näher gekommen sind. Sie haben einen Weg gefunden, das Plasma in Fusionsreaktoren zu stabilisieren und so das Schwingen von Temperaturen und Dichten zu verhindern.
Es wird angenommen, dass Kernfusion ist die Antwort auf die Bereitstellung unerschöpflicher grüner Energie, solange Forscher diese Art von Stromquelle steuern können. Und jetzt scheinen sie der Stabilisierung des Plasmas in Fusionsreaktoren näher zu sein, obwohl dies durch Simulationen geschieht!
Kürzlich eine Gruppe von Forschern in New Jersey am Princeton Plasma Physics Laboratory des US-Energieministeriums der Princeton University mehrere Simulationen durchgeführt beim Versuch, das Plasma in Fusionsreaktoren zu stabilisieren. Siehe da, sie haben einen Weg gefunden, dies zu tun!
Es ist bekannt, dass Plasma einer der Zustände der Materie ist. Wenn wir über unsere typischen Situationen auf der Erde sprechen, kann Plasma nicht als flüssige, feste oder gasförmige Materie existieren. Im Gegenteil, es kommt natürlicherweise in Sternen vorgroße Mengen.
Auf der Erde können Wissenschaftler Plasma oder diesen extrem heißen Materiezustand erzeugen, der in Fusionsreaktoren von hoch geladenen Partikeln gebildet wird. Die Stabilisierung des Plasmas ist jedoch ein ziemlich herausfordernder Prozess.
Meistens schwankt Plasma in Dichte und Temperatur, und aufgrund dessen stoppt die Kernfusionsreaktion im Allgemeinen - ein Prozess, der als Sägezahninstabilität bezeichnet wird und auftritt, wenn der Strom stark genug wird, um das zu destabilisieren und zu stoppenReaktionen.
Die Wissenschaftler in New Jersey haben jedoch möglicherweise einen Weg gefunden, das Plasma durch Simulation in Kernfusionsreaktoren zu stabilisieren. Die Forscher folgten den Beispielen der Sterne im Universum und versuchten, dieselben Prozesse in mehreren Fusionsreaktoren zu replizieren.
In den Reaktoren stoßen im Plasma suspendierte überhitzte Wasserstoffatome zusammen, was zur Aufspaltung von Atomen in hoch geladene Ionen und Elektronen führt. Die Ionen und Elektronen verschmelzen dann zu Helium.
Dieser Prozess erzeugt viel Wärme und Energie, die für die Stromerzeugung genutzt werden kann.
Um den Strom im Kern des Plasmas zu halten, verwendet der Reaktor einen Magnetfluss-Pumpmechanismus. Dadurch bleiben auch einige Plasmen stabil, um die Reaktionen aufrechtzuerhalten, anstatt sie anzuhalten.
Wenn wir uns an die neuesten Simulationen halten, können zwei Hybridszenarien zum Pumpen des Magnetflusses führen. In einem Szenario ist das Plasma stabil H-Modus, während im anderen Szenario eine Art Energie austritt L-Modus.
In den PPPL-Simulationen wurde das Flusspumpen mit einem Hybridszenario entwickelt, bei dem der Strom im Plasmakern flach bleibt und der Druck des Plasmas ausreichend hoch ist. Die Kombination führt zu einem „Quasi-Austauschmodus“, der die Mischung verwechseltPlasma bei Verformung des Magnetfeldes.
Dieser Mischeffekt stellt sicher, dass der Strom flach bleibt und gleichzeitig die Möglichkeit der Bildung einer Sägezahninstabilität vermieden wird.
Diese Forschung wurde von Isabel Krebs, Postdoktorandin, geleitet, die über die zukünftigen Anwendungen dieser Entdeckung sprach und sagte: "Dieser Mechanismus könnte für zukünftige groß angelegte Fusionsexperimente wie ITER von erheblichem Interesse sein."
Klar Dieser Durchbruch bei der Stabilisierung des Plasmas ist ein Schritt in die richtige Richtung, um in Zukunft grün zu werden.
Details dieser neuen Forschung wurden veröffentlicht in der Physik des Plasmas Tagebuch
Via : Tech Times , PPPL