Mokslininkai bendradarbiauja kurdami komercinę sintezės energiją

PPPL fizikas Gerritas Krameris su SPARC sintezės reaktoriaus koncepcijos atvaizdu. Kreditas: Elle Starkman / PPPL ryšių biuro koliažas ir „Kramer“ vaizdas. SPARC vaizdas sutinkamas su Sandraugos sintezės sistemomis.

JAV Energetikos departamento (DOE) Prinstono plazmos fizikos laboratorija (PPPLJi bendradarbiauja su privačia pramone pažangiausiuose sintezės tyrimuose, kuriais siekiama komercinės sintezės energijos. Darbą įgalina viešoji ir privati ​​DOE stipendijų programa, remianti pastangas sukurti didelio našumo sintezės laipsnio plazmą. Vienas iš tokių projektų – PPPL – dirba suMIT atskirtas Plazmos ir sintezės mokslo centras (PSFC) ir Sandraugos sintezės sistemos kuria tokamac sintezės įrenginį, vadinamą SPARC.

Šio projekto tikslas yra numatyti greitą „alfa“ dalelių nutekėjimą, atsirandantį per sintezės reakcijas SPARC dėl riboto superlaidumo magnetų galimo dydžio ir tolerancijos. plazmaAr šios dalelės gali pačios gaminti šilumą? „Deganti plazma“, kuri skatina sintezės reakciją. Plazminio kalcinavimo plėtra yra svarbus mokslinis sintezės energijos tyrimų tikslas. Tačiau alfa dalelių nuotėkis gali sulėtinti arba sustabdyti sintezės energijos gamybą ir pakenkti SPARC gamyklos vidui.

Nauji superlaidūs magnetai

Pagrindinės SPARC savybės yra kompaktiškas dydis ir galingi magnetiniai laukai, kuriuos aktyvina naujų superlaidžių magnetų galimybė veikti didesniuose laukuose ir daugiau įtempių nei esami superlaidūs magnetai. Šios savybės leis suprojektuoti ir pastatyti mažus ir prieinamus sintezės įrenginius, aprašytus naujausiame SPARC komandos leidinyje, darant prielaidą, kad sintezės reakcijoje susidaro greitos alfa dalelės. Kietas gali egzistuoti pakankamai ilgai, kad šildytų plazmą.

“Mūsų tyrimai rodo, kad taip gali būti”, – sakė Gerplas Krameris, PPPL fizikas, dalyvavęs dvejus metus trunkančioje DOE inovacijų tinklo sintezės energijos srityje programoje (INFUSE), kurioje direktoriaus pavaduotoju buvo PPPL fizikas Ahmedas Diallo. Juo siekiama paspartinti privačios sintezės energijos plėtrą bendradarbiaujant su nacionalinėmis laboratorijomis.

siauras

„Mes nustatėme, kad alfa dalelės buvo labai ribotos kuriant SPARC“, – sakė straipsnio bendraautorius Krameris. Plazmos fizikos žurnalas Tai pranešė apie atradimą Jis glaudžiai bendradarbiavo su pagrindiniu autoriumi, Sandraugos sintezės sistemų konsultantu ir ilgamečiu buvusiu PPPL fiziku Stevenu Scottu.

Kramer naudoja PPPL sukurtą SPIRAL kompiuterio kodą, kad ištirtų dalelių įstrigimą. „Įrodyta, kad kodas, kuris imituoja banguotus modelius ar bangas magnetiniame lauke, kuris gali greitai išstumti daleles, buvo gerai užfiksuotas. „SPIRAL kodas sutampa su Suomijos ASCOT kodu, nors abu yra visiškai skirtingi. Tačiau rezultatai yra panašūs “.

Atradimas privertė Skotą džiaugtis: „Džiugu matyti, kad skaičiavimais patvirtinome supratimą apie nuostolius, kuriuos sukelia bangavimas“, – sakė jis. Tai buvo padaryta eksperimentuojant devintojo dešimtmečio pradžioje, kad būtų parengtas daktaro darbas.

Susiliejimo reakcija sujungia šviesos elementus plazmos pavidalu, karštą, įkrautą materijos būseną, susidedančią iš laisvų elektronų ir atomų ar jonų branduolio, kuris sudaro 99 procentus matomos visatos, kad generuotų didžiulius energijos kiekius. Mokslininkai visame pasaulyje bando sukurti sintezę kaip neribotą energijos šaltinį elektrai gaminti.

Svarbus patarimas

Krameris ir jo kolegos pažymėjo, kad netinkamas SPARC magnetų išsidėstymas padidina pulsacijos sukeltus sintezės dalelių nuostolius, todėl padidėja galia pulti sieną. Jų skaičiavimai turėtų suteikti kritinių patarimų SPARC inžinerijos komandai dėl magnetų tinkamumo, kad būtų išvengta pernelyg didelių energijos nuostolių ir sienos pažeidimų. Tinkamai sureguliuoti magnetai leis pirmą kartą tirti plazmos savaiminį pašildymą ir sukurti patobulintus plazmos kontrolės metodus būsimose sintezės elektrinėse.

Nuoroda: „Greita jonų fizika SPARC“, SD Scott, GJ Kramer, EA Tolman, A. Snicker, J. Varje, K. Särkimäki, JC Wright ir P. Rodriguez-Fernandez, 2020 m. Rugsėjo 29 d., Galima rasti čia. Plazmos fizikos žurnalas.
DOI: 10.1017 / S0022377820001087

Parama šiems tyrimams teikiama Sandraugos sintezės sistemoms. Kramerio paramą teikia DOE mokslo biuro INFUSE programa. Projekto dalyviai yra PSFC fizikai; Aalto universitetas Espoo mieste, Suomija; ir Chalmerso technologijos universitetas Geteborge, Švedijoje

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Lauko tyrimai rodo, kad ledas gali kainuoti vėjo jėgaines iki 80% elektros energijos

Mokslininkai nusprendė ištirti šio baldakimu vėjo malūno ledą Kinijos rytuose. Paskola Hui Hui / Ajovos valstybinio universiteto nuotr Tyrėjai...

Pristatome 260 milijonų metų žmogžudystę

Anteozauro reinkarnacija užpuola žolėdį Moschognathus. Autorius: Alexas Bernardini (@SimplexPaleo) Kadangi manyta, kad jis sunkus, lėtas ir vangus, 260 milijonų metų senumo Anteosaurus buvo žiaurus...

Biokuras ir chemijos gamyba iš vaiko paslapčių

San Clemente salos ožka Elway gali daug ko išmokyti apie biologinį apdorojimą. Kreditas: UC Santa Barbara Pradedant biokuru ir kitomis cheminėmis medžiagomis, baigiant metano...

Dalelių fizikai problemą, vadinamą „persekiojimu“, sprendė daugiau nei 20 metų.

Iliustracija seka spindulio keliu, kai jis eina per stačiakampę, radijo dažnio, vario, magneto, juodojo dipolio ir modulinę matavimo sistemą ir į dalelių detektorių. ...

Kiek pavojinga yra nauja SARS-CoV-2 (COVID-19) viruso mutacija?

Darbas Ciklologijos ir imunologijos instituto (IVI) Aukšto saugumo laboratorijoje. Kreditas: © IVI Koks naujas mm pokytis. Balta Koronavirusas II su sunkiais kvėpavimo simptomais...

Newsletter

Subscribe to stay updated.