Tokamaks-ը սարքեր են, որոնք օգտագործվում են մագնիսական սահմանափակման հետ միաձուլման մեջ: Այս ռեակցիաներում հզոր մագնիսական դաշտ է օգտագործվում ռեակտորի միջուկում տաք միաձուլման վառելիքի պլազման վերահսկելու և պարունակելու համար: Պլազման տաքացվում է բարձր ջերմաստիճանի չեզոք ճառագայթի ներարկման կամ ռադիոհաճախականության տաքացման միջոցով: Հիմնական նպատակը կայուն պլազմային վիճակի պահպանումն է, որի դեպքում միաձուլման ռեակցիաները կարող են շարունակաբար տեղի ունենալ՝ ապահովելով էներգիայի անսահմանափակ աղբյուր:
Oakridge National Laboratory-ի (ORNL), Princeton Plasma Physics Laboratory-ի (PPPL) և Tokamak Energy Ltd-ի գիտնականների վերջերս կատարած հետազոտությունը նշանավորում է միաձուլման էներգիայի հետազոտության մեծ առաջընթաց: Թիմը հասել է մոտ 100 միլիոն աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանի, որն անհրաժեշտ է միաձուլման էլեկտրակայաններին առևտրային էներգիա արտադրելու համար:
Բացի այդ, նրանք բարձր ջերմաստիճանի էին հասել կոմպակտ տոկամակի մեջ, ինչը նախկինում ոչ ոք չէր արել:
Այս ուսումնասիրության ընթացքում գիտնականները կենտրոնացել են ST40 կոչվող բարձր դաշտային գնդաձև տոկամակի (ST) շահագործման պայմանների բարելավման վրա: Այլ ջերմամիջուկային սարքերի համեմատ ST40 սարքն առանձնանում է իր ավելի փոքր չափերով և գնդաձև պլազմայով։
Թիմը կիրառեց մոտեցում, որը նման էր 1990-ականներին TFTR tokamak-ում օգտագործված մոտեցումին, որն արտադրում էր ավելի քան 10 միլիոն վտ ձուլման հզորություն: ST40-ն աշխատում էր տորոիդային (բլիթաձև) մագնիսական դաշտում՝ 2 Տեսլայից քիչ ավելի ինտենսիվությամբ:
Պլազման տաքացնելու համար թիմն օգտագործել է 1,8 միլիոն վտ հզորությամբ բարձր էներգիայի չեզոք մասնիկներ: Թեև պլազմայի արտանետումը կամ այն ժամանակահատվածը, երբ ջերմամիջուկային ռեակցիաները ակտիվորեն տեղի էին ունենում, տևեց ընդամենը 0,15 վայրկյան, միջուկում իոնների ջերմաստիճանը հասավ ավելի քան 100 միլիոն աստիճան Ցելսիուսի:
Իոնների ջերմաստիճանը չափելու համար թիմն օգտագործել է PPPL-ում մշակված TRANSP տրանսպորտային կոդը: Այս ծածկագիրը օգտակար է, քանի որ այն հաշվի է առնում կեղտերի և դեյտերիումի չափված ջերմաստիճանի պրոֆիլները՝ միաձուլման ռեակտորներում օգտագործվող հիմնական վառելիքը:
Նրանք պարզել են, որ կեղտերի ջերմաստիճանի միջակայքը գերազանցում է 8,6 կՎ-ը (մոտ 100 միլիոն աստիճան Ցելսիուս), մինչդեռ դեյտերիումի ջերմաստիճանի միջակայքը մոտ է այս արժեքին: Այս բացահայտումը ենթադրում է, որ փորձի ժամանակ օգտագործված ջեռուցման մեթոդն արդյունավետ է եղել ցանկալի բարձր ջերմաստիճանի հասնելու համար:
Արդյունքները լավատեսություն են տալիս ջերմամիջուկային էլեկտրակայանների հետագա զարգացման համար, որոնք հիմնված են բարձր դաշտով կոմպակտ գնդաձև տոկամակների վրա։ Այս առաջընթացները կարող են հանգեցնել ավելի արդյունավետ և տնտեսապես կենսունակ լուծումների միաձուլման էներգիայի ոլորտում՝ առաջարկելով կայուն և մաքուր էներգիայի արտադրության հեռանկարային ուղի:
Կարդացեք նաև.