Nuklear Fusion Forskere har brugt magneter til at styre reaktioner

Nuclear Fusion Scientists Have Used Magnets to Steer Reactions

Forskere har yderligere udviklet en måde at kontrollere kernefusionsreaktioner på, hvilket markerer endnu et skridt fremad i hastværket for at opnå en ren, praktisk talt ubegrænset energikilde.

Nuklear fusion refererer til processen med at forbinde to atomkerner sammen for at danne en enkelt tungere kerne. Når dette sker, er massen af ​​det enkelte atom lidt mindre end massen af ​​de to oprindelige atomers kombinerede masser, og denne resterende masse frigives som energi.

Det er den samme proces, der driver vores sol, hvor brintatomer smeltes sammen for at danne heliumatomer under intens varme og tryk.

Forskere har forsøgt at genskabe denne proces på Jorden i årevis for at udnytte den frigivne energi. Hvis de kan klare det, lover fusion at blive en ren og næsten ubegrænset energikilde, der også burde være sikrere end nuværende atomreaktorer.

Forskere har dog endnu ikke opnået en nuklear fusionsreaktion der producerer mere energi, end det forbruger. Det har også været en kamp at holde en fusionsreaktor kørende længe nok til at gøre den levedygtig for tilslutningen til et nationalt elnet.

På Jorden opnår forskere fusion ved at genskabe solens varme i et laboratorium. Disse reaktioner skal dog kontrolleres meget nøje. Hvis ikke, vil fusion ikke forekomme, og de varme forhold kan beskadige reaktoren.

En metode, forskere har brugt til at opnå fusion i laboratoriet, er ved at fokusere lasere på en lille kapsel brændstof for at komprimere den til et lille punkt, hvilket skaber temperaturer, der ligner dem, der ses i solens kerne. Denne metode er kendt som inertial indeslutningsfusion.

Tidligere havde videnskabsmænd indeholdt denne reaktion i en guldkasse, hvor laserne ramte selve beholderen i stedet for brændstoffet indeni. Nu har forskere ved University of Delaware og andre institutioner udviklet en metode, hvor laserne rammer brændstoffet direkte, og reaktionen indesluttes i stedet af stærke magneter.

Disse magneter skaber magnetfeltstyrker på 50 Tesla. Til sammenligning skaber MR-maskiner, der bruges i medicinske scanninger – som er stærke nok til at trække metalgenstande hen over rummet – styrker på over 3 Tesla.

Det er langt fra første gang, at magneter er blevet brugt til at styre nukleare reaktioner. Videnskabsmænd har brugt magneter at drive nukleare fusionsreaktorer kaldet tokamaks i årtier, selvom disse endnu ikke har overvundet forhindringen med at levere mere strøm, end de forbruger. Alligevel er brugen af ​​magneter i inertial indeslutningsfusion et interessant twist.

University of Delaware-forsker Arijit Bose, som har fulgt tilgangen sammen med kolleger, sagde i en pressemeddelelse: “Du vil have kernerne til at smelte sammen. De magnetiske felter fanger de ladede partikler og får dem til at gå rundt om feltlinjerne. Det er med til at skabe kollisioner, og det hjælper med at booste fusion. Det er derfor, at tilføjelse af magnetiske felter har fordele for at producere fusionsenergi.”

Forskningen er stadig i de tidlige stadier, men Bose og holdet fandt for første gang ud af, at anvendelsen af ​​magnetfeltet på reaktionen fladde formen af ​​implosionen ud.

Forskere har tidligere overvejet at anvende magnetiske felter til inerti-indeslutningsfusionsreaktioner, men indtil nu har de fleste anstrengelser været på papir i stedet for i laboratoriet.

Inertial indeslutningsfusion er blot én metode, videnskabsmænd har brugt til at få reaktionerne i gang. Andre metoder involverer at skabe plasma – en elektrisk ladet gas – og bruge magneter til at cirkulere det omkring tokamaks.

På trods af lovende gennembrud og udvikling i de seneste år, er en fungerende atomreaktor indtil videre forblevet uden for rækkevidde – selvom nogle optimistiske forskere mener, at fusionskraft kan være på nettet inden for det næste årti.

“Vi har ikke en løsning i morgen,” sagde Bose. “Men det, vi gør, er at bidrage til en løsning for ren energi.”

Posten Nuklear Fusion Forskere har brugt magneter til at styre reaktioner dukkede op først Newsweek.

.

Loading...