Magnetisch veld verdrievoudigt efficiëntie van door laser geïnitieerde fusiereactie | Wetenschap | Nieuws

0

Magnetische velden hebben het potentieel om de efficiëntie van laser-geïnitieerde fusiereactoren met traagheidsopsluiting te verdrievoudigen door de ontluikende reactie te “isoleren”. Dat concluderen onderzoekers van de National Ignition Facility van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië. De bevindingen, aldus het team, kunnen de weg vrijmaken voor de heilige graal van het fusieonderzoek: een duurzame reactor die meer energie produceert dan nodig is om hem te laten werken.

In zijn eenvoudigste vorm omvat traagheidsopsluitingsfusie het gebruik van gesynchroniseerde laserpulsen om een ​​capsule gevuld met koude waterstofbrandstof te laten imploderen. Dit verwarmt de brandstof, waardoor een plek van brandend plasma ontstaat die een zelfvoorzienende fusiereactie op gang brengt.

Het probleem met deze aanpak is echter dat als het oppervlak van de brandstofpellet kleine onvolkomenheden vertoont, of als de lasers niet perfect getimed zijn, de implosies mogelijk niet de vereiste fusie-energie genereren.

Beide problemen kunnen echter worden opgelost als de brandstof tot een voldoende hoge temperatuur kan worden verwarmd, waardoor het systeem minder gevoelig wordt voor dergelijke problemen.

In 2012 toonden natuurkundigen van de OMEGA-laserfaciliteit van de Universiteit van Rochester aan dat het mogelijk was om de verwarming van dergelijke fusiesystemen en, bij uitbreiding, de uiteindelijke reactieopbrengst te verbeteren door een magnetisch veld te gebruiken om het heetste gebied van de brandstof te “isoleren”. .

Zoals onderzoeksfysicus dr. John Moody van het Lawrence Livermore National Laboratory in Californië het stelt, werkt dit magnetische veld in wezen “als een dikke piepschuim hoes die je koffie warm houdt zonder je hand te verbranden.”

De manier waarop het werkt is echter iets gecompliceerder dan de isolerende eigenschappen van piepschuim. Concreet dwingt het magnetische veld elektronen in het plasma om spiraalvormige paden langs de veldlijnen te volgen.

Dit betekent dat ze uiteindelijk minder vaak botsen. Als gevolg hiervan wordt de warmtestroom van de hotspot naar de koudere omringende brandstof vertraagd, waardoor de hotspot heter blijft.

Hoewel de magnetische isolatiebenadering veelbelovend was in de OMEGA-faciliteit, brengt het overzetten naar meer gecompliceerde versies van de traagheidsopsluitingsfusie complicaties met zich mee.

LEES MEER: Experts werpen licht op verstoringen die praktische kernfusie voorkomen

‘S Werelds grootste traagheidsopsluitingsfusie-experiment is gebaseerd op de National Ignition Facility in Livermore, Californië. Dit apparaat gebruikt echter een ander ontwerp dat “indirecte aandrijving” wordt genoemd – waarbij lasers niet de brandstofcapsule verwarmen, maar een omringende holle gouden cilinder.

Dit zorgt ervoor dat de cilinder gloeit met röntgenstralen, die op hun beurt de brandstofcapsule verhitten, waardoor deze implodeert en vanaf dat punt fusie veroorzaakt op vrijwel dezelfde manier als de directe nadering.

Proberen een sterk magnetisch veld op de cilinder aan te brengen om de temperatuur van de reactie te verhogen, zou echter meer kwaad dan goed doen – omdat het veld destructieve elektrische stromen in het goud zou veroorzaken.

Om dit te omzeilen, probeerden dr. Moody en zijn collega’s echter een vervangende legering te vinden met een lage elektrische geleidbaarheid om het pure goud in de cilinder te vervangen, en kwamen uiteindelijk uit op een legering van goud en tantaal die beide röntgenstralen kunnen uitzenden. bij verhitting maar tolereren ook een hoog magnetisch veld.

NIET MISSEN:
Bewijs van oude Neanderthalerjager in het Engelse Chanel [REPORT]
Poetin’s energiedreiging om 150.000 Europeanen te doden door winterrekeningen [ANALYSIS]
SSE-baas geeft energiewaarschuwing af, aangezien bedrijf mogelijk productie moet verlagen [INSIGHT]

Om te testen of de goud-tantaallegering in de praktijk zou werken, voerde het team experimenten uit met een cilinder van dit materiaal en een brandstofcapsule gevuld met puur deuterium – een isotoop van waterstof bestaande uit één proton en één neutron.

De onderzoekers brachten een magnetisch veld van 26 tesla op de legering aan, vlak voordat de lasers werden afgevuurd, door een stroom door een draad te leiden die om de cilinder was gewikkeld. Ze ontdekten niet alleen dat de legering werkte zoals gehoopt, maar dat de toevoeging van het magnetische veld de temperatuur van de door laser gegenereerde hotspots met 40 procent verhoogde.

Dit leverde een energie-output op – zoals gemeten door het aantal neutronen geproduceerd door het fusieproces – dat drie keer hoger was dan zonder de magneet.

In de toekomst, aldus de onderzoekers, zouden experimenten met een hoger vermogen die twee soorten waterstofbrandstof tegelijk gebruiken, ook een verdere prestatieverbetering kunnen opleveren, waarbij hoogenergetische deeltjes die vrijkomen bij de fusiereacties vast komen te zitten door veldlijnen, waardoor meer warmte op de hotspot wordt afgezet. voordat ze kunnen ontsnappen.

De volledige bevindingen van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.

Read original article here

Ontkenning van verantwoordelijkheid! Palaunow is een automatische aggregator rond de wereldwijde media. Alle inhoud is gratis beschikbaar op internet. We hebben het zojuist op één platform ondergebracht, alleen voor educatieve doeleinden. In elke inhoud wordt de hyperlink naar de primaire bron gespecificeerd. Alle handelsmerken behoren toe aan hun rechtmatige eigenaars, al het materiaal aan hun auteurs. Als u de eigenaar van de inhoud bent en niet wilt dat wij uw materiaal op onze website publiceren, neem dan contact met ons op via e-mail – abuse@Palaunow.com. De inhoud wordt binnen 24 uur verwijderd.

Leave A Reply

Your email address will not be published.