นักฟิสิกส์ที่ทำงานเกี่ยวกับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นชนิดหนึ่งที่เรียกว่า stellarator กำลังใกล้ชิดกับการควบคุมพลังของจริงฟิวชั่นนิวเคลียร์-
จากรายงานฉบับใหม่ของ Wendelstein 7-X stellarator ในประเทศเยอรมนีในขณะนี้มีความสามารถในการมีความร้อนที่ถึงอุณหภูมิสูงเป็นสองเท่าของที่พบในแกนกลางของดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่านักฟิสิกส์สามารถลดการสูญเสียความร้อนได้ซึ่งเป็นก้าวสำคัญในเทคโนโลยีดารา
“ มันเป็นข่าวที่น่าตื่นเต้นสำหรับฟิวชั่นว่าการออกแบบนี้ประสบความสำเร็จ”นักฟิสิกส์ Novimir Pablant กล่าวของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์พลาสมาพลาสมา (PPPL) "มันแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการเพิ่มประสิทธิภาพแบบนี้สามารถทำได้"
พลังฟิวชั่นเป็นจุดสนใจของความพยายามในการพัฒนาพลังงานทั่วโลก ในทางทฤษฎีมันขึ้นอยู่กับการควบคุมพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อนิวเคลียสในพลาสมาฟิวส์เพื่อสร้างองค์ประกอบที่หนักกว่า: กระบวนการเดียวกันกับที่เกิดขึ้นในหัวใจของดวงดาว หากเราสามารถบรรลุสิ่งนี้ได้ประโยชน์จะมีขนาดใหญ่-พลังงานสะอาดและมีเอาท์พุทสูงซึ่งไม่รู้จักเหนื่อย
พูดง่ายกว่าทำอย่างไรก็ตาม ฟิวชั่นเป็นกระบวนการที่มีพลังอย่างมากและการมีมันไม่ใช่เรื่องง่าย พลังงานฟิวชั่นได้รับการวิจัยครั้งแรกในปี 1940; ทศวรรษต่อมาเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นยังคงไม่ผลิตพลังงานมากเท่าที่พวกเขาสูญเสียโดยระยะขอบที่สำคัญ - แม้ว่าช่องว่างจะปิด
เทคโนโลยีฟิวชั่นปัจจุบันทำลายสถิติอุณหภูมิคือ Tokamak-พลาสมารูปทรงโดนัทที่ติดอยู่ในเปลือกของสนามแม่เหล็กซึ่งขับเคลื่อนด้วยความเร็วสูงในพัลส์อย่างรวดเร็ว ความเรียบง่ายของสัมพัทธ์ช่วยให้มีที่อุณหภูมิสูง แต่มีเฉพาะในการระเบิด
ในทางกลับกันผู้เป็นดาราจะขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าที่ซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อของแม่เหล็กที่แมปโดย AI ที่สามารถบังคับพลาสมาเพื่อให้มันไหล สิ่งเหล่านี้ค่อนข้างยากที่จะออกแบบและสร้างซึ่งส่งผลให้เกิดตัวดาวฤกษ์ที่รั่วไหลของพลังงานที่เกิดจากฟิวชั่นเล็กน้อยในรูปแบบของการสูญเสียความร้อน
Wendelstein 7-X (Bernhard Ludewig/Max Planck Institute of Plasma Physics)
การสูญเสียความร้อนนั้นเป็นผลมาจากกระบวนการที่เรียกว่าการขนส่งนีโอคลาสสิกซึ่งการชนไอออนในเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นทำให้พลาสมากระจายออกไปด้านนอก ผลกระทบของมันจะยิ่งใหญ่กว่าในดาวฤกษ์มากกว่าในโทคามาค
เนื่องจาก Tokamaks มีความไร้ประสิทธิภาพของตัวเองนักวิจัยที่ PPPL และ Max Planck Institute สำหรับฟิสิกส์พลาสมาพยายามที่จะกำหนดรูปแบบแม่เหล็กใน W7-X เพื่อลองและลดผลกระทบของการขนส่งนีโอคลาสสิก และตอนนี้การวัดโดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า X-ray Imaging Crystal Spectrometer (XICS) ได้แสดงอุณหภูมิที่สูงมากข้างในเครื่องปฏิกรณ์
สิ่งเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนโดยการวัดการรวมตัวกันอีกครั้งของการแลกเปลี่ยน (CXRS) ซึ่งคิดว่ามีความแม่นยำมากกว่าการวัด XICS แต่ไม่สามารถทำได้ภายใต้เงื่อนไขทั้งหมด
แต่ด้วยชุดข้อมูลทั้งสองข้อตกลงดูเหมือนว่าดาวฤกษ์สามารถบรรลุอุณหภูมิได้เกือบ 30 ล้านเคลวิน
สิ่งนี้จะเป็นไปได้เท่านั้นทีมพบว่าหากมีการลดลงอย่างรวดเร็วในการขนส่งนีโอคลาสสิก พวกเขาดำเนินการสร้างแบบจำลองเพื่อกำหนดความร้อนที่จะหายไปผ่านการขนส่งแบบนีโอคลาสสิกถ้า W7-X ไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมและพบว่า 30 ล้านเคลวินออกไปจากสนามเบสบอล
"สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่ารูปร่างที่เหมาะสมของ W7-X ช่วยลดการขนส่งนีโอคลาสสิกและจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพที่เห็นในการทดลอง W7-X"Pablant กล่าว- "มันเป็นวิธีหนึ่งในการแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มประสิทธิภาพมีความสำคัญเพียงใด"
ผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นนี้แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนที่สำคัญในการปรับแต่งการออกแบบตัวดาวฤกษ์ซึ่งจะแจ้งและกำหนดความพยายามในอนาคต
นอกจากนี้ยังเป็นขั้นตอนสำคัญในการใช้เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่ใช้งานได้จริงแม้ว่าจะมีงานอีกมากที่ต้องทำ สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นเพื่อการปฏิบัติมันไม่เพียง แต่มีอุณหภูมิสูง แต่ความหนาแน่นที่เหมาะสมของพลาสมาและเวลากักตัวที่เหมาะสม ในขณะที่ Tokamaks ทำงานร้อนขึ้นการลดพลังงานที่สูญเสียไปทำให้มั่นใจได้ว่าเทคโนโลยี stellarator ยังคงได้เปรียบ
"การลดการขนส่งแบบนีโอคลาสสิกไม่ใช่สิ่งเดียวที่คุณต้องทำ"Pablant กล่าว- "มีเป้าหมายอื่น ๆ ทั้งหมดที่ต้องแสดงรวมถึงการวิ่งอย่างต่อเนื่องและลดการขนส่งที่ปั่นป่วน"
ด้วยเทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชั่นที่แตกต่างกันในปัจจุบันอยู่ระหว่างการพัฒนาดูเหมือนว่าเป็นเพียงเรื่องของเวลาก่อนที่จะส่งมอบหนึ่งในนั้น มันอาจจะยังคงเป็นระยะเวลาหนึ่งจนกว่าพลังงานที่เกิดจากฟิวชั่นมาถึงกริดพลังงานของเรา แต่เมื่อมันเป็นเช่นนั้นมันอาจจะเปลี่ยนโลกได้เป็นอย่างดี
W7-X กำลังอยู่ระหว่างการอัพเกรดและจะแนะนำการดำเนินงานในปี 2565
การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในธรรมชาติ-
