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研究证实家用清洁剂中的成分可以铅板图片改善融合反应

物理学 2021-10-18 23:59:29

普林斯顿等离子体物理实验室 物理学家亚历山德罗·博尔托隆和元素硼的照片;显示托卡马克内部的图表和照片

荣誉:亚历山大·纳吉和亚历山德罗·博尔托隆/学院由艾尔·斯塔克曼提供 想提高自己聚变发电的几率?看看你厨房水槽下面的清洁工

由美国大学科学家领导的研究

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美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)提供了新的证据,证明硼砂家用清洁剂的主要成分硼粒子可以覆盖称为托卡马克的环形等离子体装置的内部部件,并提高聚变反应的效率

“我们的实验为这项技术的工作带来了关键的见解,”PPPL物理学家亚历山德罗·博尔托隆说,他是一篇报道核聚变研究结果的论文的主要作者

“这一结果将有助于澄清硼粉的受控注入能否用于支持未来聚变反应堆的高效运行

" 聚变以等离子体的形式结合了轻元素,等离子体是由自由电子和原子核组成的物质的热带电状态,在这个过程中可以产生大量的能量

科学家们正在寻求利用核聚变为太阳和恒星提供动力,从而创造出一种几乎取之不尽、用之不竭的发电能源

研究人员发现,硼注入技术使得在托卡马克中产生可靠的高性能等离子体变得更容易,托卡马克的内部元件衬有像碳这样的轻元素,这在当今的装置中普遍使用

这些结果是从通用原子公司为美国能源部运作的国家聚变设施的实验中得出的

这项研究补充了之前在德国加青的马克斯·普朗克等离子体物理研究所运营的轴对称偏滤器实验升级项目中的实验发现

这些实验表明,硼注入技术能够在内部涂有钨等金属的托卡马克中获得高性能等离子体

总之,DIII-D和ASDEX-U实验提供了强有力的证据,表明硼注入技术将确保一系列聚变机器的良好等离子体性能

DIII-D实验还填补了一项缺失的信息,证实了注入技术导致在托卡马克内部沉积硼层

“你会直觉地认为,当硼粉末落入等离子体时,硼会溶解并进入托卡马克的某个地方,”博尔托隆说

“但是从来没有人试图证实等离子体本身形成了硼层

没有任何信息

这是第一次使用这种技术直接显示和测量

" 硼层防止材料从内壁转移到等离子体中,保持等离子体没有可能稀释主等离子体燃料的杂质

更少的杂质使等离子体更加稳定,并降低了干扰的频率

这种注入技术可以补充甚至取代目前沉积硼的技术,这种技术需要关闭托卡马克长达几天

这种被称为辉光放电渗硼的技术也包含有毒气体

硼粉末法消除了这些问题

“如果你使用硼粉末注射,你就不必中断一切并关闭托卡马克的磁线圈,”博尔托隆说

“还有,你不用担心有毒气体的处理

拥有这样的工具对于未来的聚变装置来说可能是极其重要的

"

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