Heliotron J cihazının yapısı. Kredi: KyotoU/Heliotron J grubu
Ukrayna, Almanya ve Japonya’dan plazma fizikçileri füzyon gücünü ateşlemek için işbirliği yapıyor.
Kharkov Fizik ve Teknoloji Enstitüsü’nü Rusya-Ukrayna savaşında baş yazar Yurii Victorovich Kovtun, mikrodalgaları kullanarak kararlı plazmalar oluşturmak için Kyoto Üniversitesi ile işbirliği yaptı. Nükleer füzyonun gerçekleşmesi için plazmalar doğru yoğunlukta, sıcaklıkta ve sürede tutulmalıdır. Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü de dahil olmak üzere araştırma ekibi, plazma üretiminde üç kritik adım belirledi ve füzyon plazma deşarjlarını incelemek için Heliotron J cihazını kullandı. Manyetik alanın hizalanması olmadan 2,45 GHz mikrodalgaların patlatılmasının, gelecekte füzyon araştırmalarını potansiyel olarak basitleştirebilecek yoğun bir plazma ürettiğini keşfettiler.
Baş yazar Yurii Victorovich Kovtun, Harkiv Enstitüsü’nü boşaltmak zorunda kalmasına rağmen Fizik ve Teknoloji, mevcut Rusya-Ukrayna savaşının ortasında, mikrodalgaları kullanarak kararlı plazmalar oluşturmak için Kyoto Üniversitesi ile çalışmaya devam etti.
Plazmayı doğru şekilde elde etmek, nükleer enerjinin vaat ettiği muazzam miktardaki enerjiden yararlanmanın önündeki engellerden biridir. füzyon.
İyon ve elektron çorbaları olan plazmalar, istenen enerji salınımını elde etmek üzere atom çekirdeklerinin kaynaşması için doğru yoğunlukta, sıcaklıkta ve sürede tutulmalıdır.
Bir tarif dikkatli bir şekilde hizalanmış mikrodalga jeneratörleri atomik karışımı ısıtırken bir plazma içeren güçlü mıknatıslara sahip büyük, halka şeklindeki cihazların kullanılmasını içerir.
Füzyon gücü, büyüleyici ve gelecek vaat eden bir araştırma alanıdır. temiz, bol ve neredeyse sınırsız enerji üretmesi için Güneş’e güç veren aynı süreçten yararlanmayı amaçlayan bir teknolojidir.
Şimdi, Kharkiv Enstitüsü ve Max ile birlikte Kyoto Üniversitesi’ndeki Gelişmiş Enerji Enstitüsü Planck Plazma Fiziği Enstitüsü, düşük frekanslı mikrodalga gücü kullanarak füzyona uygun yoğunluklara sahip plazmalar oluşturmak için işbirliği yaptı.
Araştırma ekibi, plazma üretiminde üç önemli adım belirledi: şimşek benzeri gazın parçalanması, ön plazma üretim ve kararlı durum plazma. Çalışma, KyotoU’nun güney Kyoto’daki Uji kampüsünde bulunan Institute of Advanced Energy’deki deneysel füzyon plazma cihazlarının en son sürümü olan Heliotron J kullanılarak yürütülüyor.
“Başlangıçta, bu fenomenlerin Heliotron’da olmasını beklemiyorduk. J, ancak plazmaların siklotron rezonansı olmadan oluştuğunu görünce şaşırdık,” diye açıklıyor grup lideri Kazunobu Nagasaki.
Yılların deneyimine dayanan Nagasaki’nin ekibi, Heliotron J’deki füzyon plazma deşarjlarını araştırıyor.
{8 Ekip, bir besleme gazına yoğun 2,45 GHz mikrodalga gücü patlamaları enjekte etti. Evdeki mikrodalga fırınlar aynı frekansta çalışır ancak Heliotron J yaklaşık 10 kat daha güçlüdür ve birkaç gaz atomu üzerinde yoğunlaşmıştır.
“Beklenmedik bir şekilde, Heliotron J’nin manyetik alanını hizalamadan mikrodalgaları patlatmanın oluşturduğunu bulduk. elektronları atomlarından koparan ve özellikle yoğun bir plazma üreten bir deşarj,” diye hayret ediyor Nagasaki.
“Ukrayna’daki savaşa rağmen meslektaşımızın çalışmayı desteklemeye devam edebildiği için son derece minnettarız. Mikrodalga deşarj kullanarak plazma üretmek için bu yöntemle ilgili bulgularımız, gelecekte füzyon araştırmalarını basitleştirebilir.”
Referans: “Heliotron J’de Rezonant Olmayan Mikrodalga Deşarj Başlatma”, Yu.V. Kovtun, K. Nagasaki, S. Kobayashi, T. Minami, S. Kado, S. Ohshima, Y. Nakamura, A. Ishizawa, S. Konoshima, T. Mizuuchi, H. Okada, H. Laqua ve T. Stange, 23 Şubat 2023, Problems of Atomic Science and Technology.
DOI: 10.46813/2023-143-003
Finans: NIFS Ortak Araştırma Programı