Populære Innlegg

Redaksjonens - 2018

Plasmaeksperiment demonstrerer beundringsverdig selvkontroll

Anonim

Et team av kinesiske og amerikanske forskere har lært hvordan man opprettholder høy fusjonsytelse under stabile forhold ved å utnytte en egenskap av selve plasmaet: plasmaet selv genererer mye av den elektriske strømmen som trengs for plasmainneslutning i en tokamak-fusjonsreaktor. Denne selvopprettede, eller "bootstrap" -strømmen har betydelige implikasjoner for kostnadseffektiviteten til fusjonsenergi.

annonse


Magnetisk fusjonsenergiforskning bruker magnetfelt for å begrense fusjonsbrennstoffet i form av en plasma (ionisert gass) mens den oppvarmes til meget høye temperaturer (over 100 millioner grader) som er nødvendige for at ionene kan smelte og frigjøre overflødig energi som kan så bli omgjort til strøm. Den mest utviklede tilnærmingen bruker tokamak magnetisk inneslutning geometri (et torusformet fartøy), og det er grunnlaget for ITER, et 500 MW varmegenererende fusjonsanlegg som for tiden bygges i Frankrike av et konsortium på syv partier - Kina, Europa Union, India, Japan, Russland, Sør-Korea og USA.

I tokamak-konfigurasjonen genereres det begrensende magnetfeltet av eksterne spoler og av en elektrisk strøm som strømmer i plasma. Kostnaden ved å kjøre disse strømmene har en sterk innvirkning på den økonomiske attraktiviteten til en fusjonsreaktor basert på tokamak-tilnærmingen. Ett trinn for å minimere denne prisen er å lage de eksterne spolene av superledende ledning. Det andre trinnet er å dra full nytte av et overraskende trekk ved tokamak-konfigurasjonen: Under visse forhold kan den elektriske strømmen i plasma genereres av selve plasmaet ("bootstrap" strøm).

Det nylig felleseksperimentet som ble utført på DIII-D nasjonale fusjonsanlegg ved General Atomics i San Diego, involverte forskere fra DIII-D tokamak og fra Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), et fusjonsenergiforskningsanlegg ved Institutt for Plasmafysikk, kinesisk vitenskapsakademi (ASIPP) i Hefei, Kina. Bygget på tidligere DIII-D arbeid, fant eksperimentet at det er mulig for en tokamak å operere pålitelig ved høy fusjonsytelse med de fleste (mer enn 85 prosent) av sin plasmastrøm som består av bootstrap-strøm. Disse forholdene ble opprettholdt i flere sekunder, utover den karakteristiske tidsskalaen for plasmastrømutviklingen, og begrenset bare av DIII-D pulslengdebegrensninger.

"Det er ofte sagt at et plasma med en høy brøkdel av selvgenerert (bootstrap) strøm ville være vanskelig å kontrollere. Imidlertid viser disse eksperimenter at en høy bootstrap fraksjon plasma er svært stabil mot transienter: plasmaet synes å" like " en stat hvor en stor del av gjeldende er selv-generert, "sa dr. Andrea Garofalo, generell atomforsker og medleder for felleseksperimentet.

Disse resultatene bygger grunnlaget for oppfølgingseksperimenter som skal gjennomføres på EAST, der superledende spoler muliggjør forlengelse til meget lang puls, og verifisering av kompatibiliteten til dette regimet med reaktorrelevante grensebetingelser.

ASIPP-direktør Prof. Jiangang Li bemerket: "Etter de vellykkede felleseksperimentene i DIII-D er jeg fullt overbevist om at DIII-D-resultatene kan gjengis på EAST i nær fremtid, noe som vil hjelpe oss med å oppnå demonstrasjon av høy fusjonsytelse i lange puls tokamak utslipp. "

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av American Physical Society . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Legg Igjen Din Kommentar