离核聚变反应堆的实现又更近了,物理学家发现了这种新方法

离核聚变反应堆的实现又更近了,物理学家发现了这种新方法

在托卡马克装置内产生聚变反应的一个障碍是,在等离子体中产生有助于产生约束磁场的电流是在脉冲中发生的。这种沿托卡马克中心向下运行的电磁铁产生的脉冲,将使聚变能的稳态生成难以实现。为了解决这个问题,物理学家们开发了一种被称为瞬态同轴螺旋度注入(CHI)的技术来产生非脉冲电流。

现在,美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的物理学家法蒂玛·埃布拉希米已经使用高分辨率计算机模拟来调查这项技术的实用性。模拟表明,CHI可以在更大、更强大的托卡马克中持续产生电流,产生稳定的聚变等离子体。

“稳定是托卡马克中任何电流驱动系统最重要的方面。”物理学家法蒂玛·埃布拉希米说,“如果等离子体是稳定的,你就可以有更多的电流和更多的聚变,并且随着时间的推移,这些都会持续下去。”

聚变是一种驱动太阳和恒星的能量,它是由等离子体(由自由电子和原子核组成的热带电物质状态)形式的轻元素聚变,产生大量能量。科学家们正试图在地球上复制核聚变,以提供几乎取之不尽的能量来发电。

在今天的托卡马克装置中,CHI技术取代了一种叫做螺线管的电磁铁,螺线管可以产生感应电流。CHI通过自发地向等离子体中产生磁泡或等离子体产生临界电流。新的高分辨率模拟证实,在未来的托卡马克装置中,穿过等离子体的等离子体列队可以产生限制场的电流。模拟进一步表明,即使受到三维不稳定性的冲击,等离子体团也将保持完整。

在未来,物理学家法蒂玛·埃布拉希米计划模拟CHI启动,同时包括更多关于等离子体的物理,这将提供进一步优化过程的见解,并推动发展下一步的设备。

现在的消息是,这些模拟显示,CHI是一种可靠的电流驱动技术,可以用于世界各地的核聚变设施,因为它们可以吸收更强的磁场。


分享到:


相關文章: