科学家提出了控制融合反应的新方法
科学家提出了控制融合反应的科学新方法
溥华妮导读科学家们发现了一种防止等离子体中讨厌的磁泡干扰聚变反应的新颖方法,这是家提一种改善聚变能量装置性能的潜在方法。它来自于管理射频(RF)波以科学家们发现了一种防止等离子体中讨厌的出控磁泡干扰聚变反应的新颖方法,这是制融一种改善聚变能量装置性能的潜在方法。它来自于管理射频(RF)波以稳定磁泡,合反磁泡会膨胀并造成破坏,新方从而限制ITER的科学性能,这是家提法国正在建设的国际设施,旨在证明聚变动力的出控可行性。
磁岛
能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的制融研究人员已经开发出了用于控制这些磁气泡或孤岛的新模型。新颖的合反方法修改了将射频(RF)稳定地沉积到等离子体中以稳定岛的标准技术,该技术在岛的新方宽度较小时与RF沉积区域的特征尺寸相比被证明是无效的它的力量。
该区域表示“阻尼长度”,科学即在不存在任何非线性反馈的家提情况下典型地将在其上沉积RF功率的区域。当区域的出控大小大于岛的宽度(称为“低阻尼”的情况)时,RF功率的有效性可能会大大降低,因为大量功率随后会从岛泄漏。
托卡马克是一种会遇到此类问题的甜甜圈状聚变设施,是全世界科学家最广泛使用的设备,他们试图产生和控制聚变反应以提供几乎无穷无尽的安全,清洁的电力供应。这种反应将等离子形式的轻元素结合在一起,即由自由电子和原子核组成的物质状态,构成可见宇宙的99%,从而产生驱动太阳和恒星的大量能量。
克服问题
PPPL的普林斯顿等离子体物理专业的研究生,描述物理方法的论文的主要作者Suying Jin说,新模型预测,以脉冲而不是稳态流的形式沉积射线可以克服泄漏问题。血浆。她说:“在相同平均功率的高阻尼情况下,脉冲还可以提高稳定性。”
她说,为使这一过程正常进行,“脉冲处理的速度必须既不能太快也不能太慢。” “这个最佳点应该与热量通过扩散从岛上消散的速率相一致。”
这种新模式借鉴了金正日的共同作者和顾问艾伦·赖曼(PPA的杰出研究员)的过去工作,以及普林斯顿大学等离子体物理项目主任兼PPPL学术事务副主任纳特·费希(Nat Fisch)教授的工作。他们的研究为研究射频功率沉积以稳定磁岛提供了非线性框架。
Reiman说:“ Suying的工作的意义在于,它大大扩展了可用于解决如今被认为是使用托卡马克方法进行经济融合所面临的关键问题的工具。托卡马克人被这些自然产生的问题所困扰。和不稳定的岛,这将导致灾难性的血浆突然丢失。”
Fisch补充说:“ Suying的工作不仅提出了新的控制方法;她对这些新预测的作用的识别可能会迫使我们重新评估过去的实验发现,其中这些作用可能没有起到应有的作用。她的工作现在激发了可以澄清的具体实验作用机制,并指出如何最好地控制这些灾难性的不稳定因素。”
原始模型
RF沉积的原始模型表明,它会升高温度并驱动岛中心的电流,以防止其生长。然后,在功率沉积和岛的温度变化之间会出现非线性反馈,从而大大提高了稳定性。控制这些温度变化的是岛边缘处等离子体中的热量扩散。
但是,在阻尼长度小于孤岛大小的高阻尼状态下,这种相同的非线性效应会在稳态沉积过程中产生一个称为“阴影”的问题,从而导致RF射线在到达之前耗尽功率岛的中心。
金说:“我们首先研究了脉冲射频方案,以解决阴影问题。” “但是,事实证明,在高阻尼状态下,非线性反馈实际上会导致脉冲加剧阴影,并且射线甚至会更快地耗尽功率。因此,我们将问题翻转了一下,发现非线性效应会导致脉冲降低噪声。在低阻尼情况下电力从岛上泄漏出去。”
金说,这些预测的趋势自然很适合进行实验验证。她指出:“这样的实验旨在表明,脉冲会增加岛的温度,直到达到最佳的等离子体稳定为止。”
相关文章
《當呼吸化為空氣》讀後感:住院醫生訓練最後一年,他發現自己罹患肺癌第四期
年華正盛、肆意職場的時候,卻發現自己身患絕症,那是什麼樣的心情?36歲的保羅Paul Kalanithi)即將完成腦神經外科住院醫生訓練的最後一年,結業後正可以大展拳腳;他和當內科醫生的太太露西正計畫2024-06-13- 各地文旅“卷”出新高度 沈阳请南方游客免费看喜剧 编辑:汤晓雪 来源:中国新闻网2024-06-13
为受灾群众送去“冬日暖阳” 全国各级个私协会为甘肃积石山地震灾区捐款捐物超2亿元
中国消费者报北京讯记者张林保)记者日前从中国个体劳动者协会以下简称中国个协)获悉,自2023年12月18日甘肃省临夏回族自治州积石山县发生地震以来,全国各级个私协会积极捐款捐物、支援抗震救灾、助力灾区2024-06-13- 为提升消费者购物体验,激发消费活力,近日,泉州市市场监管局发布一批线下无理由退货服务承诺单位动态名录。目前,泉州市作出“线下无理由退货”服务承诺的经营者已超1000家,部分还承2024-06-13
- 泉州市聚力畅通“双循环”,引领商务新发展——社会消费品零售额规模保持全省第一建成服务全域全产业的投资贸易一站式赋能和国内国际双循环链接“双中2024-06-13
- 北京时间1月14日凌晨,泉籍击剑运动员陈情缘在2024年巴黎女子花剑世界杯个人决赛中,以15∶13战胜意大利选手坦盖利尼,夺得个人首枚世界杯个人金牌!左二为陈情缘图片来自中国击剑协会)据介绍,这是陈情2024-06-13
最新评论