Wetenschap
Natuurkundigen overwinnen twee belangrijke hindernissen bij fusiereacties
Een team van natuurkundigen van verschillende instellingen in de VS heeft, in samenwerking met een collega uit China, bij de DIII-D National Fusion Facility in San Diego, Californië, een manier bedacht om twee belangrijke hindernissen te overwinnen die het gebruik van fusie als een middel in de weg staan. algemene stroombron.
In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Nature , beschrijft de groep hoe ze een manier bedachten om de dichtheid van het plasma in hun reactor te verhogen en tegelijkertijd stabiel te houden.
Wetenschappers op verschillende plekken in de wereld zijn al een aantal jaren bezig om erachter te komen hoe ze fusiereacties kunnen gebruiken om elektriciteit op te wekken voor algemeen gebruik – en zo de wereld te bevrijden van het gebruik van kolen- en gasgestookte elektriciteitscentrales die broeikasgassen in de atmosfeer blazen. Maar het is een lange en moeilijke weg geweest.
Pas de afgelopen paar jaar hebben onderzoekers kunnen aantonen dat een fusiereactie zichzelf in stand kan houden, en dat er meer energie kan worden geproduceerd dan er in zo'n systeem wordt ingevoerd.
De volgende twee hindernissen die moeten worden overwonnen, zijn het verhogen van de dichtheid van het plasma in de reactor en het vervolgens gedurende langere tijd vasthouden – lang genoeg om bruikbaar te zijn voor de productie van elektriciteit. In deze nieuwe studie heeft het onderzoeksteam een manier bedacht om beide in een tokamakkamer te doen.
Om het plasma in bedwang te houden naarmate de dichtheid toenam, gebruikte het team waar nodig extra magneten en uitbarstingen van deuterium. Ze maakten ook hogere dichtheden in de kern mogelijk dan aan de randen, waardoor het plasma niet kon ontsnappen. Ze hielden het 2,2 seconden in die staat, lang genoeg om te bewijzen dat het mogelijk was.
Ze ontdekten ook dat gedurende die korte periode de gemiddelde dichtheid in de reactor 20% boven de Greenwald-limiet lag – een theoretische barrière waarvan werd voorspeld dat deze het punt zou markeren waarop de toegevoegde druk zou ontsnappen uit het magnetische veld dat het plasma op zijn plaats hield.
Ze ontdekten ook dat de stabiliteit van het plasma H98y2 was boven 1, wat betekent dat het experiment succesvol was.
Het onderzoeksteam erkent dat hun experiment werd uitgevoerd in een heel kleine reactor:eentje met een diameter van slechts 1,6 meter. Wil een dergelijke prestatie als volledig succesvol kunnen worden beschouwd, dan zal dit moeten gebeuren in een veel grotere reactor, zoals die momenteel in aanbouw is in Frankrijk, die een diameter zal hebben van 6,2 meter.