Использование радиоволн для управления плотностью термоядерной плазмы

Новые эксперименты показывают, что турбулентные флуктуации плотности во внутреннем ядре усиливаются, когда большая часть тепла идет на электроны, а не на ионы плазмы, как это могло бы случиться в центре самоподдерживающейся реакции синтеза. Суперкомпьютерное моделирование близко воспроизводит эксперименты, показывая, что электроны становятся более турбулентными по мере того, как они нагреваются сильнее, и это переносит как частицы, так и тепло из плазмы.

«Мы начинаем раскрывать фундаментальные механизмы, которые контролируют плотность в условиях, характерных для настоящего термоядерного реактора», — говорит д-р. Дарин Эрнст, физик из Массачусетского технологического института, который руководил экспериментами и моделированием, вместе с соруководителями доктором. Кейт Баррелл (General Atomics), доктор. Вальтер Гуттенфельдер (Принстонская лаборатория физики плазмы) и д-р.

Терри Роудс (Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе).
Эксперименты проводились группой исследователей в рамках Национальной кампании по науке о термоядерном синтезе.

Эта новая программа позволяет расширить исследование одного эксперимента по термоядерному синтезу до устройства другого с дополнительными приборами и возможностями. «Национальная кампания повысила эффективность нашей работы, что принесло дополнительную пользу программе термоядерного синтеза», — говорит д-р. Эрнст. "Сравнение Alcator C-Mod и DIII-D проверяет наши новые прогнозы о том, что столкновения частиц сильно уменьшают этот тип турбулентности.

Частота столкновений между двумя машинами различается в десять раз », — говорит Эрнст.
Эксперименты и моделирование показывают, что турбулентность захваченных электронов становится более важной в условиях, ожидаемых в термоядерных реакторах с саморазогревом.

Справа показана структура моделируемой турбулентности при нагреве электронов. Моделирование близко соответствовало подробным измерениям реальной турбулентности во внутреннем ядре диаметром 20 см. «Мы обнаружили, что сдвиговые потоки также вызывают турбулентность во внутреннем плазменном ядре, но по мере того, как мы приближаемся к условиям, когда в основном нагреваются электроны, обычный поток плазмы уменьшается, и начинает преобладать чисто захваченная электронная турбулентность», — говорит доктор. Гуттенфельдер, который провел суперкомпьютерное моделирование экспериментов DIII-D, вместе с доктором. Андрис Димитс (LLNL).

Измерения выявили полосу колебаний, разделенных постоянным интервалом частот, как гармоники в музыкальной ноте. «Эти новые когерентные флуктуации, по-видимому, согласуются с основной нестабильностью захваченных электронов, которая усиливается при нагревании», — говорит д-р. Родос.

В самонагревающемся термоядерном реакторе реакции термоядерного синтеза производят очень энергичные альфа-частицы, которые сталкиваются с электронами при движении через плазму. Столкновения нагревают электроны, вызывая случайное тепловое движение. Электроны, в свою очередь, сталкиваются и нагревают более холодные топливные ионы дейтерия и трития до температур термоядерного синтеза.

Однако турбулентные водовороты могут закручивать частицы и энергию от горячего ядра к более холодному краю, где они в конечном итоге теряются на стенках камеры.
Эти эксперименты являются частью более крупного систематического исследования турбулентной энергии и потерь частиц в условиях, связанных с термоядерным синтезом. «Важно понимать, что движет турбулентностью, и как ее можно контролировать и минимизировать, чтобы найти новые способы эксплуатации токамаков, которые используют эти знания», — говорит д-р. Баррелл.

Сравнивая подробные измерения турбулентности с моделированием, исследователи надеются понять, как турбулентность контролирует температуру ядра в условиях термоядерного синтеза.

10 комментариев к “Использование радиоволн для управления плотностью термоядерной плазмы”

  1. Попова Варвара

    Какое же обаятельное великодушие такой ваш собственный текст.

  2. Adrienne Bonilla

    Этот материал на 5 с плюсом. Но сейчас есть и несовершенство! У меня лично скорость онлайна основная. Страница грузилась близко 40 секунд

  3. Никак не казнюсь, что потратил несколько минуток на прочтение. Сочиняйте подробнее, снова рискнуть заворочу рассмотреть что-то новое.

  4. Kelvin Frederick

    Выискивал автореферат в Яндексе, и набрел на данную страничку. Чуть-чуть данных по моей задаче работы набрал. Хотелось бы поболее, да и на этом благодарность!

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *