Wilt u uw kansen op het maken van elektriciteit uit fusie vergroten? Zoek niet verder dan de schoonmakers onder je aanrecht.

Onderzoek geleid door wetenschappers van het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) levert nieuw bewijs dat boordeeltjes, het hoofdbestanddeel van de huishoudreiniger Borax, kan interne componenten van donutvormige plasma-apparaten, bekend als tokamaks, coaten en de efficiëntie van de fusiereacties verbeteren.

"Ons experiment brengt belangrijke inzichten in hoe deze techniek werkt, " zei PPPL-natuurkundige Alessandro Bortolon, hoofdauteur van een paper waarin de bevindingen in Kernfusie . "De resultaten zullen helpen verduidelijken of de gecontroleerde injectie van boorpoeder kan worden gebruikt om de efficiënte werking van toekomstige fusiereactoren te ondersteunen."

Fusion combineert lichte elementen in de vorm van plasma - het hete, geladen toestand van materie bestaande uit vrije elektronen en atoomkernen - in een proces dat enorme hoeveelheden energie kan genereren. Wetenschappers proberen fusie te benutten, die de zon en de sterren aandrijft, om een ​​vrijwel onuitputtelijke stroomvoorziening te creëren om elektriciteit op te wekken.

De onderzoekers ontdekten dat de boorinjectietechniek het gemakkelijker maakt om betrouwbaar hoogwaardige plasma's te produceren in tokamaks met interne componenten die zijn bekleed met lichte elementen zoals koolstof, veel gebruikt in moderne apparaten. De resultaten zijn afgeleid van experimenten op de DIII-D National Fusion Facility die General Atomics voor de DOE exploiteert.

Het onderzoek is een aanvulling op eerdere bevindingen van experimenten die zijn uitgevoerd op de Axially Symmetric Divertor Experiment-Upgrade (ASDEX-U), beheerd door het Max Planck Instituut voor Plasmafysica in Garching, Duitsland. Die experimenten toonden aan dat de boorinjectietechniek toegang mogelijk maakte tot hoogwaardige plasma's in tokamaks met een binnenkant bedekt met metalen zoals wolfraam. Samen, de DIII-D- en ASDEX-U-experimenten leveren sterk bewijs dat de boorinjectietechniek zal zorgen voor goede plasmaprestaties voor een reeks fusiemachines.

De DIII-D-experimenten vulden ook een ontbrekend stukje informatie in dat bevestigt dat de injectietechniek leidt tot het neerleggen van een boorlaag in een tokamak. "Je zou intuïtief denken dat wanneer boorpoeder in het plasma valt, het boor zou oplossen en ergens in de tokamak terechtkomen, " Zei Bortolon. "Maar niemand had ooit geprobeerd de vorming van een boorlaag door het plasma zelf te bevestigen. Er was nul informatie. Het is voor het eerst dat dit met deze techniek direct is aangetoond en gemeten."

De boorlaag voorkomt dat materiaal van de binnenwand in het plasma terechtkomt, het plasma vrij te houden van onzuiverheden die de belangrijkste plasmabrandstof zouden kunnen verdunnen. Minder onzuiverheden maken het plasma stabieler en verminderen de frequentie van verstoringen.

De injectietechniek zou de huidige techniek voor het neerleggen van borium kunnen aanvullen of zelfs vervangen. waarvoor de tokamak enkele dagen moet worden uitgeschakeld. die techniek, bekend als glimontlading boronisatie, omvat ook giftig gas.

De boorpoedermethode lost deze problemen op. "Als u boorpoederinjectie gebruikt, je zou niet alles hoeven te onderbreken en de magnetische spoelen van de tokamak uit te zetten, "Zei Bortolon. "Ook, u hoeft zich geen zorgen te maken over het omgaan met een giftig gas. Het hebben van een tool als deze kan extreem belangrijk zijn voor toekomstige fusie-apparaten."