Co to jest fuzja zamknięcia magnetycznego?

Fuzja zamknięcia magnetycznego jest podejściem do fuzji jądrowej, które obejmuje zawieszenie w osoczu (zjonizowany gaz) w polu magnetycznym i podniesienie jego temperatury i ciśnienia na duże poziomy.Fuzja jądrowa jest rodzajem energii jądrowej wytwarzanej, gdy lekkie jądra atomowe - wodór, deuter, tritium lub hel - są połączone w dużych temperaturach i ciśnieniach.Wszystkie światło słońca i ciepło wywodzą się z reakcji fuzji jądrowej trwającej w jego rdzeniu.Dzięki temu Słońce w ogóle może istnieć - nacisk zewnętrzny reakcji fuzyjnych równoważy tendencję do zawalenia się grawitacyjnego.

Chociaż ludzkość wykorzystała energię rozszczepienia - rozbijając ciężkie jądra - dla energii jądrowej, udana moc fuzyjna wciąż nam wymyka się.Do tej pory każda próba generowania energii fuzyjnej zużywa więcej energii niż wytwarza.Fuzja zamknięcia magnetycznego jest jednym z dwóch popularnych podejść do fuzji jądrowej-drugim jest fuzja bezwładnościowa, która obejmuje bombardowanie osadu paliwowego za pomocą laserów o dużej mocy.Obecnie istnieje jeden projekt o wartości wielu miliardów dolarów podążający każdą ścieżką-krajowy obiekt zapłonowy w Stanach Zjednoczonych realizuje fuzję bezwładności, a międzynarodowy reaktor eksperymentalny termojądrowego, międzynarodowy projekt, realizuje fuzję zamknięcia magnetycznego.

Eksperymenty w fuzji zamknięcia magnetycznego rozpoczęły się w 1951 r., Kiedy Lyman Spitzer, fizyk i astronom, zbudował Stellerator, urządzenie do ograniczenia plazmy w kształcie osiem.W 1968 r. Nastąpił poważny przełom, kiedy rosyjscy naukowcy przedstawili opinię publiczną projekt Tokamak, torus, który byłby projektem najbardziej magnetycznych urządzeń do fuzji ogranicznika.W 1991 roku nastąpił kolejny krok do przodu wraz z budową Start (mały ścisły współczynnik kształtu) w Wielkiej Brytanii, sferomaku lub sferycznym tokamaku.Testy wykazały, że to urządzenie jest około trzy razy lepsze niż większość tokamaków przy inicjowaniu reakcji fuzji, a sferomaki nadal są trwającym obszarem badań w badaniach fuzji.

Aby reakcje fuzyjne były wydajne, centrum reaktora tokamakuMusi zostać podgrzewany do temperatur około 100 milionów Kelvin.W tak wysokich temperaturach cząsteczki mają ogromną energię kinetyczną i nieustannie próbują uciec.Jedno badania fusion porównuje wyzwanie fuzji ogranicznika magnetycznego z wyciskanie balonu - jeśli naciskasz mocno z jednej strony, po prostu wyskakuje na drugim.W fuzji magnetycznej, to wyskakujące powoduje zderzenie cząstek o wysokiej temperaturze ze ścianą reaktora, zeskrobając kawałki metalu w procesie znanym jako rozpylanie.Cząstki te pochłaniają energię, obniżając całkowitą temperaturę ograniczonego osocza i utrudnia osiągnięcie odpowiedniej temperatury.

Jeśli może zostać opanowana moc fuzyjna, może stać się niezrównanym źródłem energii dla ludzkości, ale nawet najbardziej optymistyczni badacze nie oczekują komercyjnego wytwarzania energii przed 2030 r.