Задачка сотворения термоядерной энергии на Земле заключается в улавливании ионизированного газа, известного как плазма, который питает термоядерные реакции в сильном магнитном поле, и удержании плазмы как можно наиболее жаркой и плотной как можно подольше.
Сейчас ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы получили новое представление о всераспространенном типе сбоя, известном как пилообразная непостоянность, которая охлаждает жаркую плазму в центре и мешает реакциям синтеза. Это открытие могло бы посодействовать приблизить термоядерную энергию к действительности.
«Обыденные модели разъясняют большая часть случаев сбоев, но существует ряд наблюдений, которые мы никогда не смогли разъяснить», – произнес физик PPPL Кристофер Смит, ведущий создатель статьи, в какой сообщается о результатах в Nuclear Fusion.
«Разъяснение этих необыкновенных явлений могло бы заполнить пробел в осознании пилообразного парадокса, который существует уже практически 40 лет».
Ядерный синтез соединяет воединыжды легкие элементы в виде плазмы – жаркого, заряженного состояния вещества, состоящего из вольных электронов и атомных ядер – и в процессе этого генерирует большущее количество энергии.
Ученые стремятся воспроизвести ядерный синтез в устройствах на Земле для получения фактически неистощимого припаса неопасной и незапятанной энергии для производства электро энергии.
Исследователи десятилетиями знали, что температура в ядре термоядерной плазмы нередко поднимается медлительно, а потом может в один момент свалиться – это ненужное явление, так как низкая температура понижает эффективность.
Преобладающая теория состоит в том, что сбой происходит, когда величина, именуемая фактором сохранности, который определяет стабильность плазмы, падает до измерения, близкого к 1. Коэффициент припаса прочности связан с тем, как очень закручивается магнитное поле в термоядерных установках токамака.
Смотрите такжеФизика
Новое разъяснение непостоянности в плазме может посодействовать сделать ядерный синтез
31.03.2020Технологии
Ученые делают конструктивно новейший реактор для термоядерного синтеза
22.02.2020
Но некие наблюдения демонстрируют, что температурный сбой происходит, когда коэффициент припаса прочности падает приблизительно до 0,7. Это достаточно умопомрачительно и не быть может объяснено принятыми теориями.
Новое осознание, исходящее не из физики плазмы, а из абстрактной арифметики, указывает, что когда коэффициент припаса прочности воспринимает определенные значения, одно из которых близко к 0,7, магнитное поле в плазменном ядре может поменяться в другую конфигурацию, именуемую переменно-гиперболической.
“В данной топологии плазма пропадает в ядре”, – гласит Кристофер Смит. – Плазма выбрасывается из центра в обратных направлениях. Это приводит к новенькому способу частичного растрескивания магнитного каркаса, неожиданного падения температуры в сердечнике и повторения процесса, когда магнитное поле и температура медлительно восстанавливаются.”
Новейшие идеи подразумевают новое захватывающее направление исследовательских работ, направленное на сохранение большего количества тепла в плазме и наиболее действенное создание термоядерных реакций.
“Если мы не можем разъяснить эти наблюдения, то мы не стопроцентно осознаем, что происходит в этих машинках”, – молвят исследователи. “Противодействие пилообразной непостоянности может привести к образованию наиболее жаркой, наиболее размеренной плазмы и приблизить нас к термоядерному синтезу.”
Новенькая модель указывает, что один из случаев, когда магнитная конфигурация в токамаке может поменяться происходит тогда, когда коэффициент сохранности падает буквально до 2-ух третей, либо до 0,666.
“Это весьма близко к значению 0,7, которое было увидено в опытах, в особенности если учитывать экспериментальную неопределенность”, – молвят ученые.
Они уповает проверить новейшую модель, проведя опыты на токамаке. “Математика показала нам, что необходимо находить, так что сейчас мы сможем это узреть.”
Источник: