در حالی که پرندگان, زق زق کردن, پلاسما نباید: بینش جدید می تواند در پیشبرد فیوژن انرژی

دانشمندان در ایالات متحده آمریکا وزارت انرژی (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) باید تقویت درک یک مانع است که می تواند به جلوگیری از حلقه ای به شکل تلفیقی امکانات شناخته شده به عنوان tokamaks از عامل در بهره وری بالا با ایجاد حرارت حیاتی را از دست داده بود از آنها.

رهبری PPPL فیزیکدان Roscoe سفید این تیم تحقیقاتی با استفاده از رایانه برای شبیه سازی یک نوع پلاسما جنبش است که می تواند دست انداز بسیار پر انرژی ذرات از هسته به لبه یک پدیده است که می تواند رخ می دهد در مقایسه با چند ملیتی توکامک ساخته شده در فرانسه نشان می دهد امکان همجوشی به عنوان یک منبع انرژی.

"برای هر دستگاه فیوژن به کار شما نیاز به مطمئن شوید که بسیار پر انرژی ذرات درون آن به خوبی محدود در داخل پلاسما هسته ای" گفت: PPPL فیزیکدان Vinícius دوارت یکی از اعضای تیم تحقیقاتی که گزارش نتایج در فیزیک پلاسما. "اگر کسانی که ذرات رانش به لبه پلاسما, شما نمی توانید حفظ حالت پایدار سوزاندن پلاسمای مورد نیاز برای ایجاد fusion-طراحی برق یک واقعیت است."

دوآرته اشاره به پدیده ای به نام "غوغای" است که رخ می دهد زمانی که فرکانس امواج پلاسما است که با تعامل بسیار پر انرژی ذرات تغییرات ناگهانی در نهایت باعث انرژی برای فرار از پلاسما هسته ای و تولید به سرعت در حال تغییر تن. یافته های جدید که روشن کردن جنبه های چگونه غوغای اشکال در یک توکامک می تواند کمک به محققان کشف کردن که چگونه برای خنثی کردن chirps و نگه داشتن در حرارت حیاتی. جلوگیری از ناگهانی تغییرات فرکانس نیز می تواند حفاظت از توکامک دیوار از انتشار ناگهانی متمرکز و مخرب انفجار انرژی است.

همجوشی ترکیبی از نور عناصر در شکل پلاسما -- داغ, شارژ, دولت از ماده متشکل از الکترونها و هسته های اتمی -- و تولید مقادیر عظیم انرژی در ستاره ها. دانشمندان با هدف تکرار فیوژن در دستگاه بر روی زمین برای تقریبا پایان ناپذیر تامین امن و پاک کردن قدرت برای تولید برق است.

این محققان با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری نشان دادن بسیار دقیق انداز جنبش پلاسما ذرات conglomerations به فاش کردن برخی از مکانیسم های مسئول, غوغای امید دادن که دانشمندان می توانید پیدا کردن راه هایی برای بهبود اثرات آن است. دانشمندان با استفاده از PPPL کد ORBIT برای محاسبه موقعیت و سرعت ذرات پلاسما در طول زمان تغییر در سه بعد. این شبیه سازی نشان داد که غوغای آغاز می شود که حرکت سریع ذرات در هسته تعامل با امواج مواج از طریق پلاسما و خود به خود شکل توده که در مهاجرت به پلاسما لبه. این یافته ها تایید می کنند زودتر نتایج بر اساس ساده توکامک تنظیمات; آنها همچنین نشان می دهد غنی تر و پیچیده تر و دینامیک دیده اند.

این تعامل با پلاسما ذرات باعث می شود که فرکانس به اصطلاح پلاسما Alfvén waves به طور همزمان افزایش و کاهش از پرتاب توده نسبت به پلاسما لبه و گاهی به دیوار. "ابزارهای توسعه یافته در این تحقیق را فعال کنید یک نگاه اجمالی به پیچیده خود سازمان پویایی از chirps در یک توکامک," دوآرته گفت.

دانشمندان تا به حال برای ایجاد جدید ابزار مجازی به مشاهده حرکت امواج شبیه سازی شده با جزئیات مورد نیاز. "سخت ترین چیز بود اختراع تشخیص که پاک نشان می دهد چه می گذرد گفت:". "در یک حس خاص, آن را مانند ساخت یک میکروسکوپ است که به شما اجازه دیدن آنچه که شما نیاز به مشاهده."

یافته های جدید ادامه دیرینه تلاش اعضای PPPL نظریه گروه است که با تمرکز بر درک غوغای به خصوص در PPPL ملی کروی توکامک آزمایش-ارتقاء (NSTX-U). "اگر شما را در درک آن می گوید:" سفید "شما می توانید پیدا کردن راه های به عمل فیوژن امکانات بدون آن."

###

این پژوهش با حمایت سازمان حفاظت محیط زیست را از علم است.

PPPL در دانشگاه پرینستون را Forrestal پردیس در Plainsboro, N. J., اختصاص داده شده به ایجاد دانش جدید در مورد فیزیک پلاسما -- فوق العاده داغ و شارژ گازهای -- و در حال توسعه راه حل های عملی برای ایجاد همجوشی انرژی است. آزمایشگاه مدیریت توسط دانشگاه برای وزارت انرژی را از علم است که بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و کار به آدرس برخی از مبرم ترین چالش های زمان ما. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید https://انرژی.gov/علوم

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.