Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Składnik domowych środków czystości pomoże... udoskonalić fuzję jądrową

Recommended Posts

Naukowcy potwierdzili, że bor, składnik domowych środków czystości, pomaga w zwiększeniu wydajności reaktorów fuzyjnych. Specjaliści z Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) przeprowadzili eksperymenty, w czasie których wykazali, że pokrycie wewnętrznych elementów tokamaka borem poprawia wydajność reakcji.

Nasze eksperymenty dokładniej pokazują, jak to działa. Pozwolą nam one ocenić, czy kontrolowane wstrzykiwanie proszku z boru może być wykorzystane w przyszłości do pomocy w pracy reaktorów fuzyjnych, mówi fizyk Alessandro Bortolon, główny autor artykułu w Nuclear Fusion.

Fuzja jądrowa wykorzystuje procesy podobne do tych, jakie zachodzą w Słońcu. Lżejsze pierwiastki łączą się w cięższe. W ten sposób powstaje niemal niewyczerpane źródło czystej i bezpiecznej energii. Naukowcy od dziesięcioleci próbują opanować fuzję.
Najnowsze eksperymenty wykazały, że wstrzykiwanie boru pozwala na łatwiejsze uzyskanie w plazmy o odpowiednich parametrach w tokamakach, których wewnętrzne elementy pokryte są lekkimi pierwiastkami, jak węgiel.

Autorzy obecnych badań bazowali na eksperymentach prowadzonych wcześniej w Axially Symmetric Divertor Experiment-Upgrade (ASDEX-U) należącym do Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Niemczech. Wówczas wykazano, że dzięki wstrzykiwaniu boru możliwe jest uzyskanie wysokiej jakości plazmy w tokamaku pokrytym wolframem. Eksperymenty dla tokamaka pokrytego węglem są ważne z dwóch powodów. Po pierwsze, wiele tokamaków korzysta z tego pierwiastka. Po drugie – pokazuje to, że wstrzykiwanie boru może być przydatne w różnego rodzaju tokamakach.

Najnowsze eksperymenty uzupełniły też lukę w wiedzy dotyczącej sposobu osadzania się boru. Intuicja podpowiada, że gdy sproszkowany bor opada na plazmę, rozpuszcza się w niej i gdzieś osadza. Dotychczas jednak nikt nie próbował nawet potwierdzić istnienia w plazmie warstwy boru. Nie było na ten temat żadnych informacji. Przeprowadzone przez nas badania są pierwszymi, podczas których bezpośrednio wykazano i zmierzono to zjawisko, dodaje Bortolon.

Okazuje się, że warstwa boru zapobiega zanieczyszczeniu plazmy przez materiał z samego tokamaka. Materiał taki może rozrzedzić plazmę i ją zdestabilizować. Im zaś plazma bardziej czyta, tym bardziej stabilna i tokamak może dłużej działać.
Technika wstrzykiwania boru może uzupełniać lub nawet zastąpić wykorzystywaną obecnie technikę dostarczania boru do tokamaka. W chwili obecnej uzupełnienie tokamaka o bor wymaga wyłączenia go nawet na kilka dni, a wykorzystuje się w niej toksyczne gazy.

Wstrzykiwanie boru eliminuje te problemy. Jeśli wykorzystujesz technikę wstrzykiwania sproszkowanego boru, nie musisz wszystkiego przerywać i wyłączać tokamaka. Nie musisz też przejmować się pracą z toksycznym gazem. Nowa technika będzie niezwykle przydatna podczas przyszłej codziennej pracy tokamaków, dodaje Bortolon.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

W temacie jest nadmierne uproszczenie. Czysty bor NIE jest składnikiem chemii gospodarczej. Środki czystości zawierają związki boru, głównie borany, w szczególności tetraboran sodu (boraks) i nadboran sodu.

  • Upvote (+1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W brytyjskim tokamaku Joint European Torus (JET) wkrótce rozpoczną się testy mieszanki paliwowej, która w przyszłości może zasilać ITER – największy na świecie eksperymentalny reaktor fuzyjny. Fuzja jądrowa to proces, który zachodzi w Słońcu. Jej opanowanie może zapewnić ludzkości niemal niewyczerpane źródło czystej energii.
      JET jest 10-krotnie mniejszy od ITER. W grudniu rozpoczęto tam eksperymenty z trytem. Tym samym po raz pierwszy od 1997 roku ludzkość prowadzi reakcje fuzji jądrowej ze znaczącymi ilościami tego pierwiastka.
      W czerwcu bieżącego roku rozpoczną się testy, podczas których w reakcji będą brały udział równe ilości trytu i deuteru. Dokładnie tak samo ma działać ITER, którego zadaniem będzie doprowadzenie do sytuacji, w której z fuzji jądrowej uzyskamy więcej energii niż w nią włożyliśmy. Dotychczas ludzkości nie udało się uzyskać energetycznego zysku netto z fuzji.
      W końcu, po latach przygotowań, udało nam się dojść do punktu, w którym możemy rozpocząć testy. Jesteśmy gotowi, mówi Joelle Mailloux, która kieruje programem naukowym w JET.
      Eksperymenty w JET pomogą naukowcom przewidzieć, w jaki sposób będzie zachowywała się plazma w ITER i odpowiednio dobrać parametry pracy wielkiego tokamaka. To najbliższa symulacja warunków w ITER, jaką w tej chwili możemy wykonać, wyjaśnia Tim Luce, główny naukowiec eksperymentu ITER. Testy, do których przygotowuje się JET, to kulminacja 2 dekad badań. ITER ma ruszyć w 2025 roku. Wówczas będą w nim przeprowadzane niskoenergetyczne reakcje z udziałem wodoru. Jednak od roku 2035 ma używać wyłącznie trytu i deuteru w proporcjach 1:1.
      Zarówno ITER jak i JET wykorzystują bardzo silne pole magnetyczne do utrzymania i ściśnięcia plazmy. Temperatura w JET może osiągnąć 100 milionów stopni Celsjusza. To wielokrotnie więcej niż w jądrze Słońca.
      Ostatnie eksperymenty, jakie prowadziła ludzkość z fuzją trytu były przeprowadzone właśnie w JET. Celem było ustanowienie rekordowego stosunku energii uzyskanej do energii włożonej. JET ustanowił wówczas do dzisiaj obowiązujący rekord Q=0,67. Celem tegorocznego eksperymentu jest uzyskanie podobnego wyniku i utrzymanie reakcji przez co najmniej 5 sekund. W ten sposób naukowcy chcą zdobyć dane dotyczące zachowania się plazmy przez dłuższy czas.
      Praca z trytem stawia przed specjalistami nowe wyzwania. Specjaliści z JET przez ostatnie 2 lata dostosowywali swoje urządzenia i przygotowywali je do pracy z tym radioaktywnym pierwiastkiem. Tryt ma bardzo krótki czas półrozpadu, w naturze występuje w ilościach śladowych, a powstaje jako półprodukt pracy elektrowni jądrowych. Całą światowa produkcja trytu to zaledwie 20 kilogramów.
      Po uruchomieniu eksperymentów z trytem, wnętrze JET stanie się radioaktywne i ludzie nie będą mieli do niego wstępu przez 18 miesięcy. Musieliśmy zmienić nasze procedury. Wszystko musi zadziałać za pierwszym razem. Nie będziemy mogli tam wejść i czegoś poprawić, wyjaśnia  Ian Chapman.
      Podczas badań JET wykorzysta mniej niż 60 gramów trytu, który będzie poddawany recyklingowi. Paliwo zawierające ułamek grama trytu będzie wstrzykiwane do tokamaka 3 do 14 razy na dobę. Każde takie wstrzyknięcie będzie stanowiło osobny eksperyment o nieco innych parametrach i z każdego naukowcy uzyskają od 3 do 10 sekund użytecznych danych. W ten sposób chcemy zweryfikować naszą obecną wiedzę i wykorzystać ją do dalszych prac, mówi Mailloux. Podczas części eksperymentów będzie używany tylko tryt, a podczas innych tryt i deuter w równych proporcjach.
      Dzięki obu rodzajom badań naukowcy chcą zrozumieć, jak na zachowanie się plazmy wpłynie większa masa trytu. Pierwiastek ten ma w jądrze dwa neutrony, tymczasem deuter ma jeden, a wodór – żadnego.
      Badania takie pozwolą przewidzieć, co w przyszłości będzie się działo w ITER. Masa izotopów wpływa bowiem na pole magnetyczne czy temperaturę plazmy. "Musimy zbadać co się tam dzieje i dlaczego się dzieje", wyjaśnia Anna White, fizyk plazmy z MIT.
      Inną ważną różnicą w porównaniu z ostatnimi eksperymentami z trytem z roku 1997 jest fakt, że obecnie wnętrze JET zostało wyłożone takimi materiałami osłonowymi, co wnętrze ITER. Jako, że materiały te mogą oddawać energię do plazmy i ją chłodzić, niezwykle istotnym jest zrozumienie, w jaki sposób wpływają one na fuzję.
      Nie należy też zapominać o jeszcze jednym bardzo ważnym czynniku. Ludziach. Ostatnie eksperymenty z trytem były prowadzone przed 24 laty. Nowe pokolenie fizyków zupełnie nie ma doświadczenia z tym pierwiastkiem. Teraz będą mieli okazję uczyć się od bardziej doświadczonych kolegów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Koreańskie „sztuczne słońce” ustanowiło nowy rekord utrzymując przez 20 sekund plazmę o temperaturze jonów przekraczającej 100 milionów stopni Celsjusza. Tym samym specjaliści z Korea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR) we współpracy z kolegami z Uniwerystetu Narodowego w Seulu oraz amerykańskiego Columbia University dwukrotnie poprawili swój ubiegłoroczny rekord, kiedy to plazma o takiej temperaturze została utrzymana przez 8 sekund.
      W Korei dokonuje się więc szybki postęp. Dość wspomnieć, że pierwszą plazmę o temperaturze jonów 100 milionów stopni uzyskano w 2018 roku i wówczas utrzymano ją przez 1,5 sekundy.
      Obecnie istnieje kilka reaktorów fuzyjnych, w których możan uzyskać plazmę o temperaturze co najmniej 100 milionów stopni Celsjusza, jednak nikomu nie udało się utrzymać jej przez 10 sekund lub dłużej. Przed miesiącem dokonali tego Koreańczycy i Amerykanie pracujący przy KSTAR.
      "Technologie potrzebne do długotrwałego utrzymania plazmy o temperaturze 100 milionów stopni są kluczowymi technologiami potrzebnymi do produkcji energii z reakcji termojądrowej. Sukces KSTAR to ważny punkt zwrotny w staraniach o stworzenie technologii pozwalających na długie utrzymanie plazmy. To krytyczna częć komercyjnych reaktorów fuzyjnych przyszłości", mówi Si-Woo Yoon, dyrektor KSTAR Research Center.
      Koreańskie centrum współpracuje m.in. z ITER i prowadzi wiele badań związanych z energią termojądrową. Celem KSTAR jest opracowanie technologii, która do roku 2025 pozwoli na utrzymanie przez 300 sekund plazmy o temperaturze jonów ponad 100 milionów stopni Celsjusza.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jackson Oswalt jest oficjalnie – czego dowodzi wpis do Księgi rekordów Guinnessa 2021 – najmłodszą osobą w historii, która przeprowadziła fuzję jądrową. Mieszkaniec Memphis w stanie Tennessee dokonał tego na kilka godzin przed swoimi... 13. urodzinami.
      Osiągnięcie nastolatka zostało zweryfikowane przez Fusor.net, The Open Source Fusor Research Consortium oraz Richarda Hulla, który zajmuje się fuzją jądrową i prowadzi listę naukowców-amatorów, którzy przeprowadzili fuzję jądrową w domu.
      Jackson zainteresował się fuzją w wieku 12 lat, gdy przeczytał o niej w internecie. Zainteresowała go też postać Taylora Wilsona, samouka w dziedzinie fizyki jądrowej, który przeprowadził fuzję w wieku 14 lat. W końcu nastolatek postanowił samodzielnie zbudować fuzor. Samodzielnie zaprojektował i zbudował odpowiednie urządzenie, fuzor, i połączył w nim dwa atomy deuteru.
      Młody człowiek przyznaje, że czasami ogarniało go zwątpienie, a rodzina i przyjaciele nie do końca rozumieli, co robi i jak planuje przeprowadzić syntezę jądrowa w domu. W końcu jednak się udało i wydane na fuzor 10 000 dolarów nie poszło na marne. Dnia 19 stycznia 2018 roku na kilka godzin przed swoimi 13 urodzinami Oswalt wykorzystał napięcie 50 000 woltów i połączył dwa atomy deuteru. Kolejne miesiące zajęło mu sprawdzanie wszystkiego i potwierdzanie swojego osiągnięcia. Musiał czekać kolejne miesiące, zanim wyniki jego pracy zostały niezależnie zweryfikowane.
      Obecnie Jackson ma 15 lat i – jak sam przyznaje – nie ma już tyle czasu co kiedyś. Rozgląda się jednak za kolejnym ambitnym celem naukowym do osiągnięcia.
       


      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...