Fizikada “izotropiya” termini xassələrin bütün istiqamətlərdə eyni olduğu sistem deməkdir. Füzyon üçün neytron enerjisi izotropiyası cihazdan gələn neytronların axınlarını və onların nə qədər vahid olduğunu təhlil edən vacib bir ölçüdür. Bu çox vacibdir, çünki izotrop birləşmə plazmaları daha yüksək sintez enerjisi əldə etmək üçün ölçülə bilən sabit, termal plazma təklif edir, halbuki qeyri-müntəzəm neytron enerjisi yayan anizotrop plazmalar çıxılmaz vəziyyətə səbəb ola bilər.

Nuclear Fusion -da nəşr olunan yeni Zap tədqiqat məqaləsi , FuZE cihazından neytron izotropiya ölçmələrini təfərrüatlandırır ki , bu da Zap-ın kəsilmiş axın-stabilləşdirilmiş Z çimdiklərinin sabit, termal birləşmə yaratdığını ən yaxşı təsdiqləyir . Bu, Zap texnologiyasında füzyonu daha yüksək enerji məhsuldarlığına çatdırmaq və FuZE-Q cihazında daha yüksək performansa nail olmaq üçün inam vermək üçün əsas mərhələdir.

Zap şirkətinin baş alimi və həmtəsisçisi Uri Şumlak deyir: “Əslində bu ölçmə plazmanın termodinamik tarazlıqda olduğunu göstərir”. “Bu o deməkdir ki, biz plazmanın ölçüsünü iki dəfə artıra bilərik və eyni cür tarazlığın mövcud olmasını gözləyə bilərik.”

Neytronların oxunması

Zap nüvəsinin içərisində hidrogen nüvələri heliuma birləşir, bu proses yüksək enerjilərdə bir neytronu çıxarır. Bu neytronlar birləşmə reaksiyasından gələn enerjinin 80%-ni daşıyır, buna görə də, ümumiyyətlə, nə qədər çox neytron olsa, bir o qədər yaxşıdır.

Bununla belə, bütün növ birləşmə reaksiyaları bərabər yaradılmır. Termal birləşmə Zap-ın məqsədidir – nüvələr plazmalarının içərisində həddindən artıq istilik və təzyiqlə birləşdikdə. Termal birləşmə , plazmadan keçən cərəyanın miqdarı birləşmənin xalis enerji əldə etməsi üçün lazım olan səviyyələrə çatmaq üçün yığıldığı üçün eksponent olaraq miqyaslanan (təxminən 10 ^{11 ) enerjili neytronlar istehsal edir.}

Hidrogen nüvəsi yüksək sürətlə sürətləndirildikdə və stasionar nüvəyə dəydikdə baş verən şüa-hədəf birləşməsi kimi tanınan şey daha az arzuolunandır. Termal birləşmədən fərqli olaraq, şüa-hədəf birləşməsi plazmanın tarazlıqdan kənar olduğunu göstərir və buna görə də o qədər də güclü miqyas almır, bu da işləyən enerji mənbəyini daha da çətinləşdirir.

İstilik sintezi izotrop sürətlərə malik və ya bütün istiqamətlərdə eyni enerjiyə malik neytronları, şüa hədəfli birləşmə isə onları anizotrop şəkildə və ya müəyyən istiqamətlərdə olan neytronların daha yüksək enerjiyə malik olması üçün istehsal edir. Beləliklə, müxtəlif yerlərdə neytron enerjisinin ölçmələrini müqayisə etmək FuZE cihazındakı birləşmənin nə qədər istilik olmadığını görmək üçün sadə bir yoldur.

“Əgər biz neytronları ilk növbədə şüa hədəfi mənbəyindən görsəydik, bu o demək olardı ki, bizim maşınımız miqyaslana bilməyəcək. Biz xalis enerji istehsalına nail ola bilməzdik”, – Zap-ın baş alimi və elmi tədqiqatın aparıcı müəllifi Rachel Ryan deyir. yeni araşdırma.

FuZE-də neytron izotropiyasını yoxlamaq üçün Zap alimləri və mühəndisləri cihazın ətrafında yerləşdirilmiş neytron detektorlarından istifadə edərək bir sıra sınaqlar keçiriblər. Eyni maşın parametrləri ilə yaradılan 433 plazma çəkilişini ölçdükdə, neytronların demək olar ki, tamamilə izotrop olduğu aşkar edildi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738662377&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-neutron-isotropy-validate-stabilized-stable.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTYwIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiXV0sMF0.&dt=1738662340327&bpp=1&bdt=46&idt=34&shv=r20250130&mjsv=m202501280101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738662302%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738662302%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738662302%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C1903x945%2C1005x124&nras=3&correlator=7690228069899&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=3909&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=2105&eid=95349947%2C95333411%2C95347432&oid=2&psts=AOrYGsnScQCjYppxXXWFOq1SCuAGPaxfHgRlBLq_Bmnl44ycPKBqaqmvqbY0I0QKb2EIY_3d_9wIBxPrwXAkXl8sUYN0U1Xzu_6j0FUgJXQXU9Hslrtwwg&pvsid=4382966339304751&tmod=1116721762&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&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=2&fsb=1&dtd=36910

Birdən çox mənalı ölçü

Fizikanın tərəqqisi üçün əsas meyar olmaqla yanaşı, neytron izotropiyası Zapın birləşmə yanaşması üçün əlavə tarixi əhəmiyyətə malikdir.

Z çimdik füzyonun ən qədim yanaşmalarından biridir və 1950-ci illərə aiddir. Böyük Britaniyada Zero Energy Thermonuclear Assembly (ZETA) cihazı üzərində işləyən elm adamları plazmanı sintez yaratmaq üçün kifayət qədər güclü şəkildə “çimdikləmək” üçün maqnit sahəsindən istifadə etməyə başlayanda, uğur qazandıqlarını düşündülər.

Lakin bu uğur onların gözlədiyi kimi olmadı. Onların cihazı maqnit sahəsində qeyri-sabitlik yaratmaqla demək olar ki, tamamilə şüa hədəfi birləşməsini yaratdı. Bu o demək idi ki, onlar heç vaxt xalis enerji qazanma birləşməsini yarada bilməzlər. Fizika ictimaiyyəti üçün ümidverici an olan şey məyusluq və PR fəlakəti oldu.

İzotropiya çimdik əsaslı yanaşmalar üçün xüsusi bir qara işarəyə çevrilsə də, bütün qaynaşma texnologiyaları şüa hədəfi neytronlardan yanlış müsbətləri ölçmək riski daşıyır. Məsələn, sıx plazma fokusu (DPF) kimi tanınan bir cihaz da füzyon elektrik stansiyasına aparan praktik yol kimi böyük ölçüdə rədd edildi. Baxmayaraq ki, onlar Zap cihazlarına bəzi cəhətdən bənzəyirlər və neytron yaratmaq üçün effektiv vasitə hesab olunurlar, DPF neytronları ilk növbədə şüa-hədəf qarşılıqlı təsirindən yaranır.

Bu təcrübələrin kölgəsində Zap, neytronlarının izah etdiyi hekayəni daha çox bilir. Şirkət ilk dəfə 2018-ci ildə termal birləşməni ölçdü və daha yüksək həssaslıqla və daha yüksək enerji ilə edilən bu yeni testlər kəsilmiş axınların əvvəlki Z çimdik səylərini məhv edən qeyri-sabitlikləri təxirə sala biləcəyinin son təsdiqidir. Həbs üçün heç bir xarici maqnit tələb etmədən miqyaslana bilən termal Z-çimdik birləşməsi perspektivli olaraq qalır.

Şumlak deyir ki, kağız əsas fizika mülahizəsini təmsil edir. “Buna görə də biz bu dəqiq ölçmələri etmək üçün çox səy sərf edirik” deyə izah edir.

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, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Gələcəyə hazırlıq

2023-cü ildə Zap-a qoşulduqdan sonra Rayan , Lourens Livermor Milli Laboratoriyasının əməkdaşları və həmmüəllifləri tərəfindən əvvəllər görülən işlərə əsaslanaraq, Zap-da neytron ölçmələrinin planlaşdırılması və aparılmasında aparıcı rol oynayıb . Komanda üçün növbəti vəzifə Zap-ın FuZE-Q cihazında daha yüksək enerjilərdə eyni testlər toplusunu həyata keçirir. İlkin nəticələr ümidverici görünür.

“Biz genişlənməyə davam etdikcə, bu ölçməni aparmağa davam etmək və şüa hədəfi birləşməsinin məhsuldarlığımıza töhfə verib-vermədiyini yoxlamaq bizim üçün vacibdir” dedi Ryan.

Maraqlıdır ki, kağız həmçinin qeyd edir ki, neytronlar daha az izotrop olub və hər çəkilişin sonuna yaxın vahidliyini itirib. Tədqiqatçılar bunun çox güman ki, çimdik parçalanmadan əvvəl qeyri-sabitləşdiyi və birləşmə yaratmağı tamamilə dayandırdığı bir mərhələ olduğunu təklif edirlər. Bu fazanı başa düşmək qeyri-sabitliklərin birləşməni qısaltmaqdan necə qorunacağını və plazmanın müddətini və performansını daha da artırmağı daha yaxşı başa düşməyə imkan verə bilər.

Daha çox məlumat: RA Ryan və digərləri, kəsilmiş axın-stabilləşdirilmiş Z çimdikində neytron enerjisi izotropiyasının zamanla həll edilən ölçülməsi, Nüvə Fusion (2025). DOI: 10.1088/1741-4326/ada8bf

Zap Energy tərəfindən təmin edilmişdir