Een nieuwe door Curtin University gecreëerde database van elektron-molecuulreacties is een grote stap voorwaarts in het realiseren van kernfusie-energie, door onderzoekers in staat te stellen nauwkeurig plasma's te modelleren die moleculaire waterstof bevatten.

De Curtin-studie, gepubliceerd in het tijdschrift Atomic Data and Nuclear Data Tables, levert gegevens aan de International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) - een van de grootste wetenschappelijke projecten ter wereld gericht op de ontwikkeling van fusietechnologie voor elektriciteitsproductie op aarde.

Hoofd onderzoeker, doctoraat kandidaat en Forrest Scholar Liam Scarlett van de Theoretical Physics Group in Curtin's School of Electrical Engineering, Computing and Mathematical Sciences zei dat zijn berekeningen en de resulterende botsingsdatabase een cruciale rol zullen spelen in de ontwikkeling van fusietechnologie.

"Onze modellering van botsingen tussen elektronen en moleculen is een opwindende stap in de wereldwijde poging om fusie-energie te ontwikkelen - een nieuwe, schone elektriciteitsbron. Fusie is de kernreactie die optreedt wanneer atomen botsen en samensmelten, enorme hoeveelheden energie vrijmaken. Dit proces is wat de zon aandrijft, en het opnieuw creëren op aarde vereist gedetailleerde kennis van de verschillende soorten botsingen die plaatsvinden in het fusieplasma - dat is waar mijn onderzoek van pas komt, ' zei meneer Scarlett.

"We hebben wiskundige modellen en computercodes ontwikkeld, en gebruikte het in Perth gevestigde Pawsey Supercomputing Center om de waarschijnlijkheid te berekenen van verschillende reacties die plaatsvinden tijdens botsingen met moleculen. De moleculen die we hier bekeken zijn die gevormd zijn uit waterstofatomen en zijn isotopen, omdat ze een belangrijke rol spelen in fusiereactoren.

"Tot nu toe waren de beschikbare gegevens onvolledig, onze moleculaire botsingsmodellering heeft echter een nauwkeurige en uitgebreide database van meer dan 60, 000 elektron-molecuul reactie waarschijnlijkheden die, Voor de eerste keer, heeft een team in Duitsland in staat gesteld een nauwkeurig model te maken voor moleculaire waterstof in het ITER-plasma.

"Dit is belangrijk omdat hun model zal worden gebruikt om te voorspellen hoe het plasma zal uitstralen, wat leidt tot een beter begrip van de plasmafysica, en de ontwikkeling van diagnostische instrumenten die essentieel zijn voor het beheersen van de fusiereactie."

Het onderzoeksproject werd gefinancierd door het United States Air Force Office of Scientific Research als onderdeel van een internationale onderzoeksinspanning om fusie-energie te benutten als toekomstige energiebron.

Onderzoeksbegeleider en co-auteur Professor Dmitry Fursa, van Curtin's School of Electrical Engineering, Informatica en wiskundige wetenschappen, genoemde fusie-energie is aantrekkelijk vanwege de vrijwel onbeperkte brandstofvoorziening (waterstof) en het ontbreken van langlevend radioactief afval of koolstofemissies.

"Fusion is op dit moment een van de grootste projecten ter wereld. Je kunt een enorme hoeveelheid energie halen uit de reactie die optreedt wanneer je waterstofatomen neemt en ze samensmelt, ' zei professor Fursa.

"Deze nieuwe en uitgebreide modellering van botsingen tussen elektronen en moleculen heeft andere onderzoekers een solide basis gegeven om hun werk voort te zetten in de ontwikkeling van een efficiënte reactor om het fusieproces van de zon hier op aarde opnieuw te creëren."