Praktik füzyon güc sistemini inkişaf etdirmək üçün alimlər plazma yanacağının ətraf mühitlə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu tam başa düşməlidirlər. Plazma həddindən artıq qızdırılıb, bu o deməkdir ki, iştirak edən atomların bəziləri birləşmə qabının divarına vura və içəri daxil ola bilər. Sistemin səmərəli işləməsini təmin etmək üçün nə qədər yanacağın tutula biləcəyini bilmək vacibdir.

ABŞ Energetika Departamentinin (DOE) Princeton Plazma Fizikası Laboratoriyasının (PPPL) əməkdaşı tədqiqatçı fizik Şota Abe, “Divarda nə qədər az yanacaq qalsa, bir o qədər az radioaktiv material yığılır” dedi.

Abe Nuclear Materials and Energy jurnalında dərc olunan araşdırmanın aparıcı tədqiqatçısıdır . Tədqiqat xüsusi olaraq tokamak kimi tanınan pişişəkilli füzyon qabının borla örtülmüş, qrafit divarlarında birləşmə üçün ən yaxşı yanacaqlardan biri hesab edilən deyteriumun nə qədər ilişib qala biləcəyinə baxır. Bor bəzi eksperimental birləşmə sistemlərində plazma çirklərini azaltmaq üçün istifadə olunur. Bununla belə, tədqiqatçılar bor örtüyünün plazmanı tərk edən və damar divarlarına yapışdırılan füzyon yanacağının miqdarına necə təsir göstərə biləcəyini tam başa düşə bilmirlər.

“Bor örtüklərinin deuterium ilə necə qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyini başa düşmək bizə gələcək Fusion elektrik stansiyaları üçün materialları təkmilləşdirməyə kömək edə bilər, məsələn, ITER” dedi Abe. ITER Fransada yığılan çoxmillətli obyektdir və özünü qızdıra bilən və öz sintez reaksiyalarını davam etdirə bilən plazmanı öyrənəcək.

PPPL-dən olan tədqiqatçılardan əlavə, ölkə daxilindəki qurumlardan böyük bir mütəxəssis qrupu, Prinston Universiteti, Kaliforniya-San Dieqo Universiteti, General Atomics, Tennessi Universiteti və Sandia Milli Laboratoriyalarından tədqiqatçılar da daxil olmaqla, yanacaq saxlama ilə bağlı yeni araşdırmaya töhfə verdi. Onların dünya üzrə aparıcı işi füzyonu kommersiya miqyasında etibarlı elektrik enerjisi mənbəyinə çevirmək üçün çox vacibdir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740586160&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-fuel-stuck-walls-fusion-vessels.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI4Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTI4Il1dLDBd&dt=1740586160661&bpp=3&bdt=105&idt=126&shv=r20250224&mjsv=m202502200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1740586041%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1740586041%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1740586041%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6042866496477&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2040&biw=1519&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=42531514%2C31090585%2C95347433%2C95350016&oid=2&pvsid=3533711695255478&tmod=1450296636&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=136

Deyterium da təcrübələrdə tritiumun yerini tutur

Kommersiya füzyon sistemində yanacaq, ehtimal ki, hidrogenin hər iki forması olan deuterium və tritiumdan hazırlanacaq. Tritium radioaktivdir, lakin deuterium deyil. Beləliklə, təcrübələr tritium üçün bir stend kimi deyteriumdan istifadə etdi, çünki onlar bir çox cəhətdən oxşardırlar. Lakin tritium kommersiya miqyaslı birləşmə sistemlərində diqqətlə idarə edilməli olan bir elementdir.

“Hər hansı bir zamanda bir cihazda nə qədər tritium ola biləcəyinə dair çox ciddi məhdudiyyətlər var. Əgər bunun üzərinə getsəniz, hər şey dayanır və lisenziya silinir” dedi, PPPL-nin idarəedici əsas tədqiqat fizikası Alessandro Bortolon. “Beləliklə, işlək bir reaktora sahib olmaq istəyirsinizsə, tritiumun uçotunun dəqiq olduğundan əmin olmalısınız. Əgər limiti aşsanız, bu, bir nümayişdir.”

Maraqlıdır ki, tədqiqatçılar yanacağın tutulmasının əsas səbəbinin bor örtüyü olmadığını deyirlər. Karbondur. Hətta kiçik miqdarda karbon, təcrübə zamanı nümunələrdə sıxışan deyterium yanacağının miqdarını artırdı. Bu bor plyonka nümunələri General Atomics-də tokamak olan DIII-D-də bor və deyterium (həmçinin bəzi çirkləri ilə) olan qazdan hazırlanmış plazmadan istifadə etməklə yaradılmışdır.

Karbon və bor birlikdə deyteriyə o qədər sıx bağlana bilər ki, əlaqəni pozmaq üçün təxminən 1000 ° F temperatur tələb olunur, bu da birləşmə sisteminə zərər vermədən yanacağın çıxarılmasını çox çətinləşdirir.

“Karbon həqiqətən problem yaradandır” dedi PPPL Personal Tədqiqat Fizikaçısı Florian Effenberg, eyni zamanda məqalənin həmmüəllifi. “Karbon minimuma endirilməlidir. Onu sıfıra çatdıra bilməsək də, karbonun miqdarını mümkün qədər azaltmaq üçün əlimizdə olan bütün vasitələrdən istifadə edirik.”

Əslində, az miqdarda karbon çirklənməsi olan bir plazmaya məruz qalma deuteriumun miqdarını əhəmiyyətli dərəcədə artırdı. Tədqiqatçılar müəyyən ediblər ki, bir nümunədə tələyə düşən hər beş vahid bor üçün iki vahid deuterium qalıb.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Qrafit plitələr dəyişdiriləcək

Təcrübələrdə DIII-D birləşmə sistemindən istifadə edilib və hazırda karbonun bir forması olan qrafitdən hazırlanmış divarlar var. “Biz bütün karbondan xilas olmaq və təmiz volfram divarlarına sahib olmaq istəyirik” dedi Effenberg, hesablamaların ITER-də yaşanacaqlara daha da yaxın olmasını təmin etmək üçün.

Tədqiqatın güclü tərəflərindən biri odur ki, bəzi nümunələr DIII-D füzyon qabında plazmaya məruz qalıb. Maşın plazmanı pişi şəklində saxlamaq üçün maqnit sahəsindən istifadə edərək işləyən bir neçə eksperimental tokamakdan biridir . Nəzərə alsaq ki, tədqiqat hətta az miqdarda karbonun bir tokamakın divarlarında ilişib qalan tritium miqdarını kəskin şəkildə artıra biləcəyini göstərir, nəticələr gələcək qaynaşma elektrik stansiyalarında tənzimləyici məhdudiyyətlərə cavab vermək üçün mühüm təsir göstərə bilər.

Layihənin digər tədqiqatçıları arasında Maykl Simmonds, İqor Bıkov, Jun Ren, Dmitri L. Rudakov, Rayan Hud, Alan Hyatt, Zihan Lin və Tayler Abrams var.

Daha çox məlumat: Şota Abe və digərləri, DIII-D divertor səthində borlaşma filmlərinin deyterium saxlama davranışları, Nüvə Materialları və Enerji (2024). DOI: 10.1016/j.nme.2024.101855

Princeton Plazma Fizika Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir