野草2023新地扯一二完整版_嫩绿草点击由此进入在线_成品人视频免费直接观看

热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

发现一种新方法,可以防止等离子体中的磁泡,干扰核聚变反应!

2022-12-27 09:42     来源:普林斯顿等离子体物理实验室     等离子体 核聚变
科学家们已经找到了一种新方法来防止等离子体中令人讨厌的磁泡(磁岛)干扰核聚变反应,这为提高核聚变能源设备的性能提供了一种潜在方法。它来自于管理射频(RF)波以稳定磁泡,这可能会扩大并造成干扰,从而限制ITER的性能,ITER是正在法国建设的国际设施,以证明聚变电力的可行性。美国能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的科学家,已经开发出控制这些磁泡(磁岛)的新模型。

这种新方法修改了将射频射线稳定地沉积到等离子体中以稳定磁泡的标准技术,当磁泡宽度与射频射线沉积其能量的区域的特征大小相比小时,这一技术被证明是无效的。这个区域表示“阻尼长度”,在没有任何非线性反馈的情况下,射频功率通常存放在该区域上。当区域的大小大于磁泡宽度时,这种情况被称为“低阻尼”,射频功率的有效性可能会大大降低,因为大量的能量会从磁泡泄漏出来。

托卡马克,即可能遇到此类问题的甜甜圈形状核聚变设施,是世界各地科学家使用最广泛的设备,他们寻求产生和控制核聚变反应,以提供几乎取之不尽的安全和清洁电力供应来发电。这样的反应结合了等离子体形式的轻元素,由自由电子和原子核组成的物质状态,构成了可见宇宙的99%,产生了驱动太阳和恒星的大量能量。普林斯顿等离子体物理项目的研究生金素英(音译)说:

磁泡与阻尼

新模型预测,将射线沉积在脉冲而不是稳态流中可以克服泄漏问题。在平均功率相同的情况下,脉冲也可以在高阻尼情况下实现更大的稳定性。要使这个过程起作用,脉冲的速度必须既不太快也不太慢,这个甜蜜点应该与磁泡通过扩散散热的速度一致。新模型借鉴了合著者和顾问艾伦·雷曼(Allan Reiman)、纳特·菲什(Nat Fisch)教授过去的研究。

其研究为研究射频功率沉积稳定磁岛(磁泡)提供了非线性框架。在很大程度上扩展了可以用来解决现在被认为是使用托卡马克方法,进行经济核聚变所面临关键问题的工具。托卡马克受到这些自然形成的不稳定磁泡困扰,这些磁泡会导致灾难性的突然等离子损失。研究不仅提出了新的控制方法,对这些新预测影响的识别可能会迫使科学家重新评估过去的实验结果,在这些实验结果中,这些影响可能起到了没有被认识到的作用。

现在正着手于具体的实验,这些实验可以检验起作用的机制,并准确地指出如何最好地控制这些灾难性的不稳定因素。最初的射频沉积模型表明,它会提高温度,并在磁泡中心驱动电流,以阻止磁泡的生长。然后,非线性反馈在电力沉积和磁泡温度变化之间发挥作用,这使得稳定性得到了极大的改善。控制这些温度变化的是磁泡边缘等离子体中的热量扩散。

原始模型

然而,在阻尼长度小于磁泡大小的高阻尼区域,这种同样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,导致射频射线在到达磁泡中心之前耗尽能量。首先研究了脉冲射频方案来解决阴影问题,然而,事实证明,在高阻尼的情况下,非线性反馈实际上会导致脉冲加剧阴影,射线耗尽的时间甚至更早。所以研究人员反转了这个问题,发现非线性效应可以导致脉冲,从而减少低阻尼情况下从磁泡泄漏出来的能量。

这些预测的趋势自然适合实验验证,这样的实验旨在表明脉冲会增加磁泡的温度,直到达到最佳的等离子体稳定。



推荐阅读

宇宙射线|太空对撞机在科学上成立吗?宇宙中的高能粒子流与次级粒子

“建新加速器不是我的提议,我一直认为用多建加速器的方法与智子赛跑愚不可及,所以我去了太空。”……“我们这次在空间站开展的项目,就是对宇宙射线中的高能粒子进行研究,换句话说,用宇宙代替高能加速器。这种事情以前一直在做,但由于宇宙中高能粒子分布的不确定性,特别是物理学前沿所需要的超高能粒子很难捕捉到,因而不能代替加速器研究。对宇宙高能粒子的检测方式与在加速器终端的很相似,但每个检测点的成本很低,可以在太空中建立大量的检测点。 2023-01-05

中微子质量上限又有新纪录 量子计算多技术路线齐发力

2022年德国最重要的科学发现之一是卡尔斯鲁厄理工学院的国际氚中微子实验(KATRIN)获得了中微子质量的新上限:0.8eV(电子伏特),首次将中微子的质量推向亚电子伏特级,打破了中微子物理学中与粒子物理学和宇宙学相关的一个重要“界限”——1eV。这将有助于发现超越标准模型的新物理定律。 2023-01-04

PET-CT 检查单天天开,这 12 个问题你能答上来吗?

PET/CT 是利用正电子核素(如 11C、13N、15O、18F 等)标记葡萄糖等药物作为示踪剂,通过病灶对显像剂的摄取来反映其代谢变化,呈现病变的位置、形态、大小和代谢功能,对疾病进行诊断。目前应用最广泛的示踪剂为 18F-FDG(一种葡萄糖的类似物)。 2023-01-04

举世瞩目的粒子对撞机,原来是在掷骰子?

黄线标示的,是备受世界瞩目的大型强子对撞机(Large Hadron Collider;LHC);但在地表上你不会看见相关的建筑和设备,因为LHC实际上是一个埋在地下100米的环状隧道,全长27公里,全程穿越瑞法边界四次。经过对物质结构多年的了解,科学家提炼出了粒子物理学的标准模型。这是一个异常简单,却特别美丽的模型。 2023-01-04

宇宙射线|如何在月球上建造基地?最新研究提供可行性方案

在安全性方面,相比月球表面,月球熔岩管所受辐射小且极端条件较少,这些优点使其更适合建立月球基地。研究显示,月表6米以下的熔岩管基本上免于宇宙射线和太阳辐射的影响;在地下1米以内的深度,太阳耀斑和太阳粒子事件基本不会影响到月球熔岩管的内部环境。 2023-01-03

阅读排行榜
兴安盟| 临湘市| 宁都县| 建湖县| 东兰县| 宜阳县| 通化市| 高尔夫| 嘉黎县| 庆云县|