مواد به‌کار‌رفته در شوینده‌های خانگی کارآیی واکنش‌های تلفیقی را اثبات می‌کند

منتشر‌شده در scitechdaily به تاریخ ۱۲ آوریل ۲۰۲۱
لینک منبع Ingredient in Household Cleaner Improves Efficiency of Fusion Reactions

آیا می‌خواهید شانس تولید برق از همجوشی را افزایش دهید؟ نیازی نیست به‌غیر از شوینده‌های داخل کابینت آشپزخانه جای دیگری را بگردید. تحقیقات انجام‌شده توسط دانشمندان در وزارت انرژی ایالات‌متحده (DOE) آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون (PPPL) شواهد جدیدی ارائه می‌دهد مبنی بر اینکه ذرات بورون، جز اصلی پاک‌کننده‌های خانگی بوراکس، می‌توانند اجزای داخلی دستگاه‌های پلاسمای دونات شکل معروف به توکامکس را پوشش دهند و کارایی واکنش‌های ادغام را بهبود بخشند.

آلساندرو بورتولیون، فیزیکدان PPPL ، نویسنده اصلی مقاله‌ای که یافته‌های فیوژن هسته‌ای را گزارش می‌دهد، گفت: «تجربه ما دیدگاه‌های کلیدی در مورد نحوه کار این تکنیک را به ما می‌دهد.» «نتایج به روشن‌شدن این موضوع کمک خواهد کرد که آیا تزریق کنترل‌شده پودر بورون می‌تواند برای پشتیبانی از عملکرد موثر راکتورهای همجوشی آینده مورد استفاده قرار گیرد.»

فیوژن عناصر سبک را به شکل پلاسما ترکیب می‌کند-حالت داغ و باردار ماده متشکل از الکترون‌های آزاد و هسته‌های اتمی-در فرایندی که می‌تواند مقادیر عظیمی از انرژی را تولید کند. دانشمندان به دنبال مهار همجوشی هستند که به خورشید و ستارگان قدرت می‌دهد تا منبع تقریبا تمام نشدنی انرژی برای تولید الکتریسیته ایجاد کنند.

ممکن است علاقمند به مطالعه هواپیماهای آینده ایرباس: هواپیمای بدون سرنشین هیدروژنی مقاله باشید.

محققان دریافتند که تکنیک تزریق بورون، تولید پلاسماهای با عملکرد بالا را در توکامکها با اجزای داخلی با عناصر سبک مانند کربن، که معمولا در دستگاه‌های امروزی استفاده می‌شوند، آسان‌تر می‌کند. نتایج حاصل از آزمایش‌ها بر روی DIII-D National Fusion Facility است که اتم‌های عمومی برای DOE عمل می‌کنند.

این تحقیق مکمل یافته‌های قبلی حاصل از آزمایش‌ها انجام‌شده بر روی ارتقا آزمایش-آزمایش دیورتور متقارن محوری(ASDEX-U) است که توسط موسسه ماکس پلانک برای فیزیک پلاسما در گلدینگ آلمان انجام شده است. این آزمایش‌ها نشان داد که تکنیک تزریق بورون، دسترسی به پلاسماهای با عملکرد بالا در توکامک‌ها با روکش داخلی پوشیده شده با فلزاتی مانند تنگستن را ممکن می‌سازد. روی هم رفته، آزمایش‌هاDIII-D و ASDEX-U شواهدی قوی ارائه می‌دهند که تکنیک تزریق بورون، عملکرد پلاسمای خوب را برای طیف وسیعی از ماشین‌های همجوشی تضمین می‌کند.

آزمایش‌ها DIII-D همچنین در یک بخش از اطلاعات از دست رفته پر شد که تایید می‌کرد که روش تزریق منجر به قرار دادن یک لایه بورون در داخل توکامک می‌شود. بورتولیون گفت: «شما به طور غریزی فکر می‌کنید که وقتی پودر بورون به درون پلاسما افت می‌کند، بورون حل می‌شود و جایی در توکامک قرار می‌گیرد.» اما هیچ‌کس تا به حال تلاش نکرده بود تا تشکیل لایه بورون توسط خود پلاسما را تایید کند. هیچ اطلاعاتی در این زمینه وجود نداشت. این اولین باری است که این موضوع به طور مستقیم با استفاده از این تکنیک نشان داده و اندازه‌گیری می‌شود.

لایه بورون از انتقال مواد از دیواره داخلی به پلاسما جلوگیری می‌کند و پلاسما را از ناخالصی‌هایی که می‌توانند سوخت اصلی پلاسما را رقیق کنند، آزاد نگه می‌دارد. ناخالصی‌های کم‌تر پلاسما را پایدارتر می‌سازند و فراوانی اختلالات را کاهش می‌دهند. تکنیک تزریق می‌تواند مکمل یا حتی جایگزین روش فعلی برای خواباندن بورون باشد، که نیاز به بستن توکامک تا چند روز دارد. این تکنیک، که به عنوان بورون سازی تخلیه-تابش نیز شناخته می‌شود، شامل گاز سمی نیز می‌شود.

روش پودر بورون این مسائل را از بین می‌برد. بورتولیون گفت: «اگر از تزریق پودر بورون استفاده کنید، مجبور نیستید همه چیز را قطع کنید و کویل‌های مغناطیسی توکامک را خاموش کنید.» او گفت: همچنین، لازم نیست نگران گاز سمی باشید. داشتن ابزاری مانند این می‌تواند برای دستگاه‌های فیوژن آینده بسیار مهم باشد.

این تحقیق توسط دفتر علومDOE (علوم انرژی فیوژن) پشتیبانی شد. همکاران شامل دانشمندانی از دانشگاه تنسی-ناکسویل، دانشگاه کالیفرنیا-سن دیگو، موسسه فن‌آوری ماساچوست، آزمایشگاه ملی اوک ریج، و آزمایشگاه ملی لارنس لیور مور بودند.

این متن با استفاده از ربات مترجم مقاله علوم شیمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.