Кормление синтеза: водород льда окажется эффективным в качестве топлива для термоядерной плазмы

Исследователи обнаружили, что инъекции гранул водорода льдом, а не сопеть водорода повышает производительность сварки в DIII-D Национальный термоядерного реактора, который Дженерал Атомикс работает на американское министерство энергетики (Doe). Изучение физики базируется в лаборатории Принстонского плазмы ДОУ физика (данном законе О госзакупках) и Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL, США) сравнили два метода, забегая вперед до заправки, которая будет использоваться в ITER, международный термоядерный эксперимент строится во Франции.

Повышение температуры

Исследователи показали, что ледяные гранулы водорода повышение температуры термоядерной плазмы по сравнению с методом газовой заправки теперь обычно используется в форме пончика термоядерных установках называемые токамаки. Более высокие температуры полезны для термоядерных реакций. Результаты на DIII-D являются обнадеживающими для ИТЭР, который планирует использовать впрыски лепешки для топлива ее горячего внутреннего ядра.

Фьюжн, сила, которая движет солнце и звезды, сочетает в себе легкие элементы в виде плазма-состояние материи, которое состоит из положительно заряженных атомных ядер и отрицательно заряженных электронов — создавать огромное количество энергии. Ученые стремятся воспроизвести термоядерный синтез на Земле безопасный, экологически чистый и практически неисчерпаемый источник энергии для выработки электроэнергии.

Одна из проблем получения термоядерной энергии как получить холодное водородное топливо в горячий плазменного ядра. Солнце весь водород, что он должен в течение миллиардов лет, но термоядерных реакторов на Земле должна постоянно кормить водорода в плазму для поддержания термоядерных реакций. Пыхтя комнатной температуре газ является наиболее распространенным способом для нагнетания водорода в текущих экспериментах.

Побольше и погорячее

Однако, как термоядерные реакторы становятся все больше и жарче будет становиться сильнее на газ, чтобы проникнуть в сердцевину реактора, где термоядерные реакции происходить. Таким образом, новые методы должны быть разработаны, чтобы накормить ядер синтеза без ухудшения характеристик плазмы.

Совместной научно-исследовательской работы на DIII-D, по сравнению с две заправки методов в высокоэффективных плазмы планируемых для ИТЭР. Эксперименты показали значительно более высокие давления плазмы — ключ к термоядерной реакции с использованием водорода льда по сравнению с впрыском газа, когда скорость заправки примерно равны между двумя методами.

«Разжиганием играет большую роль в производительности края с плазменным,» сказал Эндрю «дуб» Нельсон, аспирант программы в области физики плазмы Принстонского университета и первый автор статьи ядерного синтеза, описывая эти результаты. Нельсон является частью межведомственной команды, которая тщательно продуманы и выполнены эксперименты.

Ученые в ORNL

Технология инъекционных ледяных гранул разработан учеными в ORNL. Интерпретация экспериментальных результатов требует достаточно сложных научных приборов, разработанных несколько сотрудничающих организаций на DIII-д. «Это здорово, чтобы увидеть, как наши мульти-институциональных усилий собрались вместе, чтобы решить этот важный вопрос заправки для ИТЭР и будущих реакторов», — сказал Морган Шафер, ведущий научный сотрудник Национальной лаборатории Ок-Риджа и соавтор бумаги.

Исследование также демонстрирует, как аспиранты могут внести важный вклад в термоядерной энергетике, работая на таких крупных национальных исследовательских центров. «Для аспиранта играть важную роль в этом экспериментальном исследовании на DIII-D-это впечатляет», — сказал Эгемен выберите kolemen, в данном законе О госзакупках и Принстонский университет физик, который был советником по проекту. «Успех дуба показывает, как большие эксперименты в области термоядерного синтеза обеспечит широкие возможности лидерства для студентов и молодых ученых».

Управление ДОУ науки поддержал это исследование.

сделать разницу: спонсорские возможности