Noul sistem regenerează stratul protector al interiorului tokamak fără a-l opri

Cercetătorii de la Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) au arătat că un sistem pe care l-au dezvoltat pentru a furniza pulbere de bor la un reactor de fuziune pereții reactorului protejează și previne continuu degradarea plasmei. Contaminarea sa treptată cu wolfram dăunează reacției generale și reprezintă un obstacol în calea construirii uneia practice reactor de fuziune reprezintă.

. fuziune nucleară este o modalitate de a genera energie ieftină, curată și sigură. Cu toate acestea, din cauza numeroaselor dificultăți tehnice, omenirea nu a reușit încă să construiască un reactor de fuziune care să producă mai multă energie decât este alimentată în el și să susțină procesul de reacție pentru o perioadă lungă de timp.

În reactoarele de fuziune - cel mai comun tip este cel tokamak - creste tungsten folosit. Acest lucru se datorează faptului că acest element este foarte rezistent la temperaturi ridicate. Acea Plasma cu toate acestea, poate deteriora pereții de tungsten ai reactorului, ducând la pătrunderea wolframului și contaminarea plasmei. Borul protejează tungstenul de efectele negative și îl împiedică să pătrundă în plasmă. În plus, absoarbe elemente nedorite precum oxigen, care poate pătrunde în plasmă din alte surse. Aceste elemente pot răci Plasmele și conduc la încetarea reacției.

Sursa imagine: Wikipedia; Aceste

Aveam nevoie de o modalitate de a folosi reactorul Bor a îmbrăca fără asta câmpul magnetic al tokamakului Experimentele au fost efectuate la Mediul W din Tokamak (WEST), operat de Comisia Franceză pentru Energii Alternative și Energie Atomică (CEA).VEST - a cărui primă literă a numelui din simbolul chimic pentru tungsten este derivat - este unul dintre puținele tokamak-uri, ai cărui pereți sunt realizati în întregime din wolfram. De asemenea, acest dispozitiv se caracterizează printr-un record de lungă durată timpii de răspuns afară. De asemenea, a fost ales ca loc de testare deoarece magneții săi supraconductori sunt fabricați dintr-un material care va fi folosit pentru a construi magneți pentru viitoarele reactoare de fuziune.

Fuziunea nucleară (reacția de fuziune) este un proces, care expiră la soare. Implică îmbinarea elementelor mai ușoare cu altele mai grele, folosind cantități mari de Energie fi generat. Pentru realizarea fuziunii sunt necesare temperaturi foarte ridicate. Și tocmai aceste temperaturi ridicate sunt cele care prezintă o problemă majoră.Ele ajung la milioane de grade și reprezintă un pericol pentru materialele reactorului.Din acest motiv, wolframul refractar este acoperit cu bor pentru protecție. Cu toate acestea, condițiile din interiorul reactorului sunt extreme, iar stratul protector se uzează. Trebuie reaplicat. Prin urmare, a trebuit dezvoltată o metodă pentru a restabili stratul de acoperire fără a fi nevoie să închideți frecvent reactorul. bor într-una tokamak de lucru a contribui este ca și cum ai face curățenie în apartament fără a-ți întrerupe rutina zilnică. Acest lucru este foarte util pentru că înseamnă că nu trebuie să petreceți timp suplimentar cu curățarea, explică în mod viu Alberto Gallo de la CEA.

Dispozitivul dezvoltat de americani este montat deasupra tokamak-ului. Folosește actuatoare de preciziepentru a muta pulberea din buncăre în camera de vid a tokamakului. Mecanismul utilizat face posibilă reglarea precisă a cantității și vitezei de aplicare a pudrei. Aparatul este versatil și poate funcționa nu numai cu bor, ci și cu alte materiale. Prin urmare, va fi util și în reactoare de fuziune de alte modele. Acest lucru ar putea fi foarte util în viitor, spune Bodner.

Rezultatele experimentelor i-au surprins pe dezvoltatorii dispozitivului înșiși. S-a dovedit că borul injectat nu protejează doar tungstenul. Am constatat că aruncarea pulberii astfel încât să fie la o temperatură mai ridicată a crescut confinarea plasmei, ceea ce a favorizat reacția, adaugă Bodner. Acest fenomen a fost deosebit de util deoarece s-a produs fără apariția unui defavorabil modul H a avut loc. Aceasta este o condiție în care limitarea plasmei crește semnificativ, provocând instabilitate la marginea plasmei (ELM-uri - Moduri localizate pe margine) amenință. ELM-urile, la rândul lor, duc la disiparea căldurii în afara plasmei, ceea ce reduce eficiența reacției generale și riscă să deterioreze componentele reactorului. „Este o veste grozavă că reușim să obținem o izolare a plasmei la fel de bună ca și modul H, dar fără a intra în modul H și să riscăm să creăm ELM”, se bucură Bodner.

Pentru viitorul apropiat, oamenii de știință plănuiesc experimente în care doresc să testeze cât de mult din bor adăugat provoacă de fapt un strat protector se formează pe pereții reactorului. Aceste cunoștințe le vor permite să înțeleagă cum sistem de livrare a pulberii a optimiza.