Forscher erzeugen 20 Sekunden lang eine Fusion bei 100 Millionen K
Tokamak-Geometrie und Parameterentwicklung des Feuermusters. a, Plasmazusammensetzung für den FIRE-Modus in KSTAR. Die Farbe der Linien gibt die Temperatur der Ionen in Kiloelektronenvolt an, wobei 10 Kiloelektronenvolt ≈120 Millionen K entsprechen. B-i, Zeitentwicklung der Hauptparameter der Physik und Technik (Snapshot 25860). b, Plasmastrahl (I.s), die toroidale Magnetfeldstärke an der Magnetachse (BT), die Neutralstrahlinjektionskraft (P.NBI) und die Stärke der zyklotronischen Resonanzheizung (PECH). c, Faktoren zur Verbesserung des Energieeinschlusses im Zusammenhang mit dem Skalierungsgesetz ITER89P und IPB98 (y, 2) (H89 und h98y2) und gespeicherte Plasmaenergie (WMHD). d, mittlere lineare Elektronendichte (ne) und die liniengemittelte schnelle Ionendichte aus NUBEAM-Berechnungen (nschnell). e, Die zentrale Ionen- und Elektronentemperatur (T.ich 0 Wase, 0). Freundschafta Emissionsintensität. g, Spannungsschleife. h, innere Induktivität (lich), Beta normalisiert (βn) und magnetische Fluktuationen, die von Mirnov-Spulen erfasst werden. i, Strahlungsintensität der Kohlenstofflinie von C.2 + → 3 +. ihm zugeschrieben: Natur temperieren (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-05008-1
Ein Forscherteam, das mehreren Institutionen in Südkorea angehört und mit zwei Kollegen von der Princeton University und einem von der Columbia University zusammenarbeitet, hat einen neuen Durchbruch bei der Entwicklung der Fusion als Energiequelle erzielt, die eine Reaktion hervorruft, die Temperaturen von bis zu 100 Millionen K erzeugt und anhält für 20 Sekunden. In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Natur temperierenbeschreibt die Gruppe ihre Arbeit und wo sie dies in den nächsten Jahren tun will.
In den letzten Jahren haben Wissenschaftler versucht, eine nachhaltige zu schaffen Fusionsreaktionen Innerhalb Kraftwerke Als Mittel zur Erzeugung von Wärme, um sie in Strom umzuwandeln. Trotz erheblicher Fortschritte wurde das Hauptziel noch nicht erreicht. Wissenschaftler, die an dem Problem arbeiten, haben festgestellt, dass es schwierig ist, Fusionsreaktionen zu kontrollieren – kleinste Abweichungen führen zu Instabilitäten, die die Fortsetzung der Reaktion verhindern. Das größte Problem ist der Umgang mit der erzeugten Wärme, die auf Millionen Grad geschätzt wird. Materialien können Plasma natürlich nicht so heiß halten, also werden sie von Magneten angehoben.
Zwei Methoden wurden entwickelt: Die eine heißt Kantentransferbarriere – sie formt das Plasma so, dass es nicht entweichen kann. Der andere Ansatz wird als intrinsische Transportbarriere bezeichnet, die Art, die von Forschern des koreanischen Tokamak Superleading Advanced Research Center, dem neuen Forschungsstandort, verwendet wird. Es funktioniert, indem es einen Hochdruckbereich in der Nähe des Zentrums des Plasmas erzeugt, um es unter Kontrolle zu halten.
Die Forscher stellen fest, dass die Verwendung der internen Transportbarriere zu einem dichteren Plasma führt als die andere Methode, weshalb sie sich für diese entschieden haben. Sie stellten fest, dass die höhere Dichte es einfacher macht, höhere Temperaturen in der Nähe des Kerns zu erzeugen. Führt auch zu niedrigeren Temperaturen in Randnähe Plasmawas einfacher auf der verwendeten Ausrüstung zu enthalten ist.
Bei diesem neuesten Test in der Anlage konnte das Team Wärme von bis zu 100 Millionen K erzeugen und die Reaktion 20 Sekunden lang am Laufen halten. Andere Teams haben entweder ähnliche Temperaturen erzeugt oder ihre Reaktionen ähnlich lange gehalten, aber dies ist das erste Mal, dass beides in einer einzigen Reaktion erreicht wurde.
Die Forscher planen dann, ihre Anlagen zu modifizieren, um das zu nutzen, was sie in den letzten Jahren der Forschung gelernt haben, und einige Komponenten wie die Kohlenstoffelemente an den Kammerwänden durch neue zu ersetzen, beispielsweise aus Wolfram.
Han et al., Ein nachhaltiges Hochtemperatur-Fusionsplasmasystem, das durch schnelle Ionen erleichtert wird, Natur temperieren (2022). DOI: 10.1038 / s41586-022-05008-1
© 2022 Science X Netzwerk
das Zitat: Forscher erzeugen Fusion bei 100 Millionen K für 20 Sekunden (2022, 8. September) Abgerufen am 9. September 2022 von https://phys.org/news/2022-09-fusion-million-kelvin-seconds.html
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