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交叉授粉物理学家使用新颖的技术来改善旨在收获融合能源秋叁りさ的设施设计

物理学 2021-09-22 02:38:10

通过普林斯顿等离子体物理实验室物理学家NIK LOGAN旁边的电脑生成的融合等离子体图像 信用:ELLE Starkman / PPPL办公室的通信物理学家就像蜜蜂一样 - 他们可以交叉授粉,从一个区域采取想法并使用它们在其他领域开发突破

能源(DOE)普林斯顿血浆物理实验室(PPPL)从等离子体物理的一个领域转移到另一个技术,以实现更多高效设计甜甜圈形融合设施的强大磁体,称为tokamaks

这种磁铁限制和控制等离子体,第四种物质,占可见宇宙的99%和燃料融合反应

设计这些磁铁并不简单,特别是当它们必须精确地形成复杂的三维磁场时控制等离子体稳定性

所以新技术来自设计螺节仪,克拉丝的科学家们是合适的 - 需要这种仔细构造的磁铁的形状融合装置

换句话说,PPPL科学家正在使用螺栓器计算机代码来设想扭曲的Tokamak磁铁的形状和强度,可以稳定Tokamak等离子体并在预期的极端条件下存活融合反应堆

这种洞察力可以缓解托卡马克融合设施的建设,使太阳和星星的力量带到地球

“在过去,这是一个发现的旅程,” Nik Logan是Doe劳伦斯的物理学家,在PPPL

的同时,在PPPL

中,你必须建立一些东西,测试它,并使用数据来学习如何设计下一个实验

现在我们可以使用这些新的计算工具来设计这些MAG从多年的科学研究中获集原则更容易,使用原则

“”在核融合的一篇文章中报道了结果

融合,驱动太阳和星星的力量,结合了光等离子体形式的元素 - 由自由电子和原子核组成的热,充电状态 - 产生大量能量的物质

科学家正在寻求复制地球上的融合,以实现几乎取之不尽的权力供应生成电力

结果可以通过补偿机器从理论设计转换为真实寿命对象时,或者通过应用精确控制的3D磁场来抑制等离子体稳定性来帮助构造Tokamak

“建筑物的现实是它并不完美,“洛根说

”它具有小的不规则性

我们使用这种螺栓技术技术设计的磁铁可以纠正出现的一些不规则性在磁场和控制不稳定性

“这样做有助于磁场稳定等离子体,所以不发生热量和颗粒的诸如损伤的脉冲物

洛根和同事们也了解到这些磁体可以采取行动即使在达到几个METE的相对大的距离处于相对较大的距离时,也可以在等离子体上来自Tokamak的墙壁rs

“这是一个好消息,因为磁铁更靠近等离子体,设计它们越困难,以满足融合反应堆附近的恶劣条件,”Logan说

“我们可以距离托卡马克远处放置的设备越多,越好

”“技术依赖于焦点,主要由PPPL物理学家Caoxiang Zhu,一位螺旋仪优化科学家设计的计算机代码,设计复杂的磁铁对于螺旋桨设施

“当我是PPPL的第一个大楼焦点时,我的海报演示在美国物理社会会议上停止,”朱说

“稍后我们有对话并意识到有机会将焦点代码应用于Tokamak项目

“不同子场之间的协作是令人兴奋的

”我很高兴看到我的代码可以扩展到更广泛的实验范围,“朱注意到

”我觉得这一点是Tokamak和Stellarator Worlds之间的美丽联系

“虽然Tokamaks背后的数量二次融合设施,但螺栓恒星现在被广泛使用,因为它们倾向于创造稳定的等离子体

Tokamaks目前,融合反应堆设计的首选,但它们的等离子体可以开发可能损坏反应堆内部组件

目前,PPPL研究人员正在使用这种新技术来设计和更新世界各地的几个托卡马克的磁铁名单包括指南针-U,由Czec运营的托卡马克H科学院;韩国超导Tokamak先进研究(KSTAR)设施 “这是一个非常实用的纸质,具有实用的应用,并且果树有足够的是,我们有一些接受者,”洛根说“”我认为结果对Tokamak设计的未来有所帮助 “

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