Ahli fizik Rusia dari Institut Fisikoteknik A. F. Ioffe di St Petersburg menerangkan proses ion pemindahan haba dalam tokamak sfera. Hasil kajian, yang membawa para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk menyelesaikan masalah peleburan termonuklear, diterbitkan dalam jurnal Plasma Physics and Controlled Fusion.
Sekiranya para saintis berjaya merealisasikan idea peleburan termonuklear terkawal, manusia akan menerima sumber tenaga yang hampir tidak habis-habisnya. Loji tenaga fusi diiktiraf sebagai selamat dan mesra alam: berbanding dengan loji tenaga nuklear, mereka tidak mempunyai reaksi letupan, dan tidak seperti pembakaran hidrokarbon, tidak ada pelepasan karbon dioksida dan nitrogen oksida yang menyumbang kepada pemanasan global dan mencemarkan alam sekitar. Lebih-lebih lagi, neutron yang diperoleh dari peleburan termonuklear dapat memusnahkan sisa radioaktif di loji tenaga nuklear.
Eksperimen pada peleburan termonuklear dilakukan di seluruh dunia dalam pemasangan khas - tokamaks, di mana gas unsur cahaya - hidrogen, deuterium dan tritium - dipanaskan hingga suhu 100 juta darjah, yang memungkinkan untuk membentuk plasma - gas zarah bermuatan: ion dan elektron. Ion plasma yang dipanaskan bertembung antara satu sama lain dengan cara yang sama seperti yang berlaku di pedalaman Matahari. Dalam kes ini, inti helium terbentuk dan neutron dilepaskan, dan tenaga neutron, yang melebihi kos pemanasan plasma, dapat digunakan dalam industri dan kejuruteraan tenaga.
Tugas utama ahli fizik adalah mempelajari bagaimana menyimpan plasma di dalam pemasangan termonuklear menggunakan medan magnet yang kuat untuk jangka masa yang agak lama. Dan untuk ini, anda bukan sahaja perlu mengetahui proses apa yang berlaku dalam plasma ini, tetapi juga mempunyai keterangan matematiknya agar dapat mengawalnya. Di samping itu, pengetahuan mengenai proses ion dalam plasma diperlukan untuk reka bentuk kemudahan besar seperti reaktor termonuklear eksperimental antarabangsa ITER.
Institut Fisikoteknik AF Ioffe mempunyai pemasangan termonuklear eksperimen yang unik - tokamak sfera Globus-M, yang dirancang untuk mengkaji tingkah laku plasma dalam keadaan makmal, dan bukan dalam mod reaktor.
Kakitangan Institut menyiasat dan menerangkan proses pertukaran haba ionik dalam plasma tokobak Globus-M. Karya ini disokong oleh geran dari Program Presiden Projek Penyelidikan Yayasan Sains Rusia (RSF).
Kami telah mengesahkan bahawa keunikan proses fizikal dalam plasma tokobak bola Globus-M mencegah terjadinya kehilangan haba tambahan melalui saluran ion kerana pergolakan plasma. Ini bermaksud pemasangan jenis ini adalah asas yang baik untuk mewujudkan sumber neutron termonuklear yang ringkas,”kata ketua penyelidikan, calon sains fizikal dan matematik Gleb Kurskiev yang dipetik dalam siaran akhbar Yayasan Sains Rusia.
Semakin baik pemanasan plasma, semakin berkesan penyatuannya, dan ini memerlukan medan magnet yang kuat dan arus elektrik yang mengalir melalui plasma. Sebaliknya, pergolakan ion plasma mengganggu pemanasan yang berkesan: bukannya perlanggaran berguna, ion dibelokkan dan meninggalkan plasma, yang melanggar penebat haba. Dalam karya mereka, saintis telah menilai tahap pemindahan haba di tokobak sfera Globus-M.
Video promosi:
“Model yang terbukti secara eksperimental untuk mengira parameter pemanasan plasma akan memungkinkan kita merancang sumber neutron bertenaga tinggi yang boleh digunakan untuk pembelahan inti berat. Tenaga juga dapat diperoleh dalam proses tersebut. Penyelidikan kami akan mempercepat pengembangan dan pelaksanaan sistem nuklear yang lebih cekap menggunakan proses fusi dan pembelahan,”jelas Gleb Kurskiyev.
Penyelidikan saintis melengkapkan pengetahuan asas yang diperoleh daripada eksperimen pada pemasangan Eropah dan Amerika yang serupa. Dengan menggabungkan hasil eksperimen, di masa depan adalah mungkin untuk merancang peranti yang lebih maju untuk reaksi peleburan nuklear, kata para saintis.
