Füzyon gəmilərində Goldilocks problemi var: İçindəki plazma xalis güc yaratmaq üçün kifayət qədər isti olmalıdır, lakin çox isti olarsa, gəminin içərisinə zərər verə bilər. Princeton Plazma Fizika Laboratoriyasının (PPPL) tədqiqatçıları maye metaldan istifadə edən bir neçə üsul da daxil olmaqla, artıq istiliyi çıxarmaq yollarını araşdırırlar.

ABŞ Energetika Laboratoriyasının tədqiqatçılarının fikrincə, bir ehtimal, maye litiumun gəminin dibinə astarlı plitələrdə bir sıra lamellərin yuxarı və aşağı axmasını nəzərdə tutur. Maye metal həmçinin plazma ilə üzləşən komponentləri neytronlar kimi tanınan hissəciklərin bombardmanından qorumağa kömək edə bilər.

PPPL-dən Egemen Kolemen, tədqiqata dair 2022-ci il məqaləsinin həmmüəllifi, mexanika və aerokosmik mühəndislik və Andlinger Enerji və Ətraf Mühit Mərkəzinin dosenti, “İqtisadi kommersiya füzyon reaktoru üçün üstünlük təşkil edən seçim kompakt dizayndır” dedi. Bununla belə, yığcamlıq istilik axını və neytron bombardmanı ilə işləməyi daha böyük problemə çevirir.

“Hazırda bu yüklərin öhdəsindən gələ biləcək bərk materiallar yoxdur. Axan maye metallar bu material problemlərini həll etmək potensialına malikdir.”

Maye metal, maqnit qüvvələri və elektrik cərəyanı ilə idarə olunan nazik lövhənin yuxarı kənarından keçərkən plazmanın istiliyinə çox qısa müddət ərzində birbaşa məruz qalacaqdı. Sonra, metal iki lamel arasındakı boşluqdan yaranan bir kanaldan aşağı axacaqdı . Maye metal divertorlet kimi tanınan cihazın altına doğru endikdə, maye soyuyacaq. Nəhayət, maye metal bir təbəqənin yuxarısına doğru hərəkət edəcək, istiliyi toplayacaq və yenidən düşəcək.Oynamaq

00:0002:06SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=1873531024&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1721855528&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-07-loops-liquid-lithium-fusion-temperature.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90L0EpQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNi4wLjY0NzguMTgzIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODMiXV0sMF0.&dt=1721854459640&bpp=2&bdt=6152&idt=444&shv=r20240722&mjsv=m202407180101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D9ead181ef67abbaa%3AT%3D1721801884%3ART%3D1721855451%3AS%3DALNI_MYoq0akGsLUXhAUIhnaG6TQeS4STg&eo_id_str=ID%3Db268401c0e4aeef7%3AT%3D1721801884%3ART%3D1721855451%3AS%3DAA-AfjYSUg2K_FFfwOkLTloH9McJ&prev_fmts=0x0%2C1423x739&nras=2&correlator=4145596152661&frm=20&pv=1&ga_vid=1057348607.1721801883&ga_sid=1721854460&ga_hid=1206986932&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=1999&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C42532523%2C44798934%2C95334528%2C95334829%2C95337869%2C95338257%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&pvsid=2587454868928990&tmod=153846045&uas=0&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C1440%2C860%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Axın döngələri buxarlanma nəticəsində itirilən maye metalı minimuma endirir

Soyutma sistemi üçün bu prototip üzərində aparılan təcrübələr uğurlu oldu və nəticələr simulyasiyalarda göstərilənlərlə razılaşdı. Princetonun Mexanika və Aerokosmik Mühəndislik Departamentinin aspirantı və divertorlets məqaləsinin həmmüəllifi Francisco Saenz, “Biz lamellərin ətrafındakı axın dövrələrini təkrarlaya bildik, bu, mexanizmin işləmə prinsipinə bənzəyir”.

“Təklif etdiyimiz sistemdə maye metal üst səthdə qızır, lakin o, istiliyi udmaq üçün yuxarı səthə gələn sərin maye metal tərəfindən demək olar ki, dərhal yerindən tərpənir” dedi Saenz.

Hər qalxma və enişdə maye qızdırılır və təzə maye metal ilə əvəzlənir. Bununla belə, maye metalın həddindən artıq istiləşməsi minimuma endirilir, çünki maye metal yalnız divertorlet üzərində kiçik səyahət zamanı istiliyə məruz qalır. Divertorlar kimi tanınan oxşar maye metal sistemləri üçün keçmiş dizaynlar maye metalın birbaşa plazmadan daha uzun müddət keçməsini nəzərdə tuturdu ki, bu da çox güman ki, həddindən artıq istiləşmə və daha çox buxarlanma ilə nəticələnəcəkdi.

Buxarlanma yolu ilə plazmaya daxil olan litium da faydalı ola bilər; PPPL-də keçmiş tədqiqatlara əsaslanaraq , o, plazmanın yüksək temperaturda qalmasına və idarə edilə bilən olmasına kömək etməlidir.

“Litium hidrogen hissəciklərinin təkrar emalını azaldır. Təkrar emal etməklə, mən plazmadan nüvəni tərk edən, divarlara gedən və yenidən plazmaya sıçrayan atomları nəzərdə tuturam”, – Saenz bildirib. Geri sıçrayan izotopların temperaturu əhəmiyyətli dərəcədə azalır, bu da plazmanın temperaturunun soyumasına səbəb olur. “Ancaq plazma ilə üzbəüz sisteminiz litiumdan hazırlanırsa, o, divarlarla toqquşan hissəcikləri udur və saxlayır, buna görə də plazmanız artıq sürətlə soyumur.”

Tədqiqatçılar təcrübələrində litium əvəzinə qallium, indium və qalay qarışığı olan qalinstandan istifadə ediblər. “Maye metalın elektrik keçiriciliyi güclü maqnit sahələrinin təsiri altında axınları idarə edən xüsusiyyətlərdən biridir, məsələn, birləşmə qabında tapa biləcəyiniz kimi. Galinstan, maye litiumun elektrik keçiriciliyinə çox bənzəyir,” Saenz, müxtəlif ssenarilərdə litium axınlarının təhlilini aparmağa imkan verdiyini söylədi.

Mayeyə tətbiq olunan cərəyanın miqdarı axının sürətinə və vahidliyinə necə təsir edəcəyini görmək üçün bir sıra addımlarla artırıldı. Saenz, tədqiqat qrupunun maye metal sıçramadan hədəflərinə çatdığını söylədi. Maye metal nə qədər tez axsa, ona bir o qədər xüsusi bir qüvvə təsir edir. Maqnitohidrodinamik sürükləmə kimi tanınan bu qüvvə axını aşağı salır.

Xoşbəxtlikdən, onların eksperimental nəticələri simulyasiyalarda gördükləri ilə üst-üstə düşdü və tədqiqatçılar 900 amperlik elektrik cərəyanından səmərəli istifadə edərək mayenin təyin etdikləri saniyədə 1 metr sürət həddinin altına axan mayeni əldə edə bildilər. Saenz dedi ki, ideal divertorlet təkcə istiliyi çəkməli deyil, həm də mayenin axmasını təmin etmək üçün həddindən artıq güc tələb etmədən bunu etməlidir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=2793866484&adk=675901022&adf=3474919037&pi=t.ma~as.2793866484&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1721855560&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2024-07-loops-liquid-lithium-fusion-temperature.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTAuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90L0EpQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEyNi4wLjY0NzguMTgzIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTI2LjAuNjQ3OC4xODMiXV0sMF0.&dt=1721854459642&bpp=1&bdt=6154&idt=453&shv=r20240722&mjsv=m202407180101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D9ead181ef67abbaa%3AT%3D1721801884%3ART%3D1721855451%3AS%3DALNI_MYoq0akGsLUXhAUIhnaG6TQeS4STg&eo_id_str=ID%3Db268401c0e4aeef7%3AT%3D1721801884%3ART%3D1721855451%3AS%3DAA-AfjYSUg2K_FFfwOkLTloH9McJ&prev_fmts=0x0%2C1423x739%2C540x135%2C1005x124&nras=3&correlator=4145596152661&frm=20&pv=1&tl=az&ga_vid=1057348607.1721801883&ga_sid=1721854460&ga_hid=1206986932&ga_fc=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=900&u_w=1440&u_ah=860&u_aw=1440&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=347&ady=4003&biw=1423&bih=739&scr_x=0&scr_y=1086&eid=44759876%2C44759927%2C44759837%2C42532523%2C44798934%2C95334528%2C95334829%2C95337869%2C95338257%2C31078663%2C31078665%2C31078668%2C31078670&oid=2&psts=AOrYGslzRUVA3TT1E3j9POCvtHQM7aYOVXE-tq7rUBmxw8-v7QXT-NNuIEjAlzzMTr4wKBb8WlLTpCkPPTGleXfcwtmZ3sSmiwel81OGkssAA_GwAhRgrw%2CAOrYGskmnJ7z55eqHtZcO5bosylQZ3KQ78amWGqn4z-XurIaLkFQTJUSDhgVo4umWs_si9EJYur9MIhLUwFhTnyCkwpEiHa5&pvsid=2587454868928990&tmod=153846045&uas=3&nvt=3&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1440%2C0%2C1440%2C860%2C1440%2C739&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsbnVsbCwibGFiZWxfb25seV80IiwxXQ..&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=M

Prinston Universitetinin aspirantı, həmçinin divertorlets layihəsində çalışmış Brayan Uin prototipin gələcək iterasiyalarını səbirsizliklə gözləyir. “Hələ görüləsi daha çox iş var” dedi Wynne. “Biz həndəsənin özünün strukturunu lamellərin forması baxımından optimallaşdırmalıyıq.”

Bu, mayedə görünən zirvələri və vadiləri azaltmaq üçün hər bir təbəqənin eninin azaldılmasını və kənarların yuvarlaqlaşdırılmasını əhatə edə bilər. Bir dalğanın zirvəsi bitişik vadiyə istilik ötürülməsini maneə törədə bilər, buna görə hamar bir səth yaratmaq plazmadan mayeyə istilik udulmasını artırmalıdır.

Wynne, növbəti prototipin də mis lövhələrdən 3D çap edilmiş volframa keçə biləcəyini söylədi. Bu yüksək davamlı metalın ümumiyyətlə plazma ilə üzləşən komponentlər üçün yaxşı uyğun olduğu düşünülür, ona görə də onu divertorletlər üçün istifadə etmək mənalı ola bilər, dedi. Gələcək prototiplər həmçinin litiumun divertorletin içərisinə və xaricə axması üçün sistemləri araşdıracaq. Cari divertorlet prototipi qapalı sistemdir, yəni cərəyan tətbiq edilərkən heç bir maye litium çıxarılmayıb və ya əlavə olunmayıb.Princeton Plazma Fizika Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir