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

Saulės energijos veiklos nepastovumą galėtų kompensuoti Žemės planetos magnetinis laukas

2015 m. Gegužės mėn. Saulė per penkias dienas suvaidino maždaug tuziną aktyvių zonų. Ryškios spalvos pluoštai, sklindantys iš šių aktyvių regionų, yra dalelės,...

Didžiausias Australijos dinozauras – Pietų Titanas – ką tik buvo įrašytas į rekordą!

Australotitan cooperensis, „Pietų Titanas arba Cooperis“. Autorius: Vladas Konstantinovas, Scottas Hocknullas © Eromangos gamtos istorijos muziejus Kiek aukšta yra krepšinio aikštelė, aukštesnė už b-dublius...

Žmonių nulemta klimato kaita yra tik pusė Antarkties kriliaus paveikslo

Antarkties krilasi, Euphausia superba. Autorius: Uwe Kils / Wikipedia Apskaičiuota, kad šiame amžiuje krilių populiacija buveinių centre Antarktidoje sumažėjo apie 30% dėl plačiai paplitusio...

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Newsletter

Subscribe to stay updated.