فيزيائيو JET مستعدون لاختبار الوقود لـ ITER tokamak

توكاماك البريطاني تورس الأوروبي المشترك (طائرة نفاثة) سيبدأ قريبًا اختبار مزيج الوقود الذي سيتم استخدامه في المستقبل ايتر، أكبر مفاعل اندماج تجريبي في العالم. الاندماج النووي هو عملية تحدث في الشمس. إن إتقانها يمكن أن يوفر للبشرية مصدرًا لا ينضب تقريبًا من الطاقة النظيفة.

طائرة نفاثة 10 مرات أصغر من ايتر. في ديسمبر كان هناك مع التجارب الترتيوم نظير للهيدروجين بدأ. مع هذا ، تتصدر البشرية لأول مرة منذ عام 1997 تفاعلات الانصهار بكميات كبيرة من هذا العنصر.

في يونيو من هذا العام ، ستبدأ الاختبارات بكميات متساوية من التريتيوم و الديوتيريوم تشارك في رد الفعل. هذه هي بالضبط الطريقة التي سيعمل بها ITER ، حتى نتمكن من الحصول على طاقة أكبر من الاندماج أكثر مما نضعه فيه. حتى الآن ، لم تكن البشرية قادرة على توليد أي مكاسب صافية للطاقة من الاندماج.

الفيديو فقط كمثال.  

أخيرًا ، بعد سنوات من التحضير ، وصلنا إلى النقطة التي يمكننا فيها بدء الاختبار. تقول Joelle Mailloux ، التي ترأس برنامج العلوم في JET ، إننا جاهزون. ستساعد التجارب في JET العلماء على التنبؤ بكيفية عمل ذلك لحام بلازما في ITER واضبط معلمات التشغيل الخاصة بـ tokamak الكبير وفقًا لذلك. هذه هي أقرب محاكاة لظروف ITER يمكننا القيام بها في الوقت الحالي ، كما يوضح تيم لوس ، كبير العلماء في تجربة ITER. الاختبارات التي تستعد JET لها هي تتويج لعقدين من البحث. من المتوقع أن يتم تشغيل ITER في عام 2. في هذا الوقت ستكون طاقاته منخفضة Reaktionen نفذت مع الهيدروجين. ومع ذلك ، اعتبارًا من عام 2035 ، ستستخدم فقط التريتيوم والديوتيريوم بنسبة 1: 1. يستخدم كل من ITER و JET مجالًا مغناطيسيًا قويًا جدًا لعقد وضغط البلازما. يمكن أن تصل درجات الحرارة في JET إلى 100 مليون درجة مئوية. هذا أعلى بعدة مرات مما هو عليه في قلب الشمس.

التجارب الأخيرة التي أجرتها البشرية مع انصهار التريتيوم أجريت فقط في JET. كان الهدف هو تسجيل رقم قياسي لنسبة الطاقة المكتسبة إلى الطاقة المستخدمة. وضع JET رقما قياسيا من Q = 0,67 الذي لا يزال ساريًا حتى اليوم. الهدف من تجربة هذا العام هو تحقيق نتيجة مماثلة والحفاظ على رد الفعل لمدة 5 ثوانٍ على الأقل. بهذه الطريقة ، يريد العلماء الحصول على بيانات عن سلوك البلازما لفترة زمنية أطول.

أعمل مع الترتيوم نظير للهيدروجين يقدم للمتخصصين تحديات جديدة. المتخصصون في طائرة نفاثة أمضوا العامين الماضيين في تعديل معداتهم وإعدادهم للعمل مع هذا العنصر المشع. يتميز التريتيوم بعمر نصفي قصير جدًا ، ويظهر بشكل طبيعي في آثار قليلة ويتم إنتاجه كمنتج وسيط بواسطة محطات الطاقة النووية. يبلغ إجمالي الإنتاج العالمي من التريتيوم 2 كيلوجرامًا فقط.

في أقرب وقت تجارب التريتيوم يصبح الجزء الداخلي من JET مشعًا ويجب عدم إدخاله لمدة 18 شهرًا. كان علينا تغيير إجراءاتنا. كل شيء يجب أن يعمل في المرة الأولى. يشرح إيان تشابمان: لن نتمكن من الدخول إلى هناك وتعديل أي شيء. أثناء الاختبارات ، ستستخدم JET أقل من 60 جرامًا من التريتيوم ، والذي يتم إعادة تدويره. يضاف الوقود الذي يحتوي على جزء من جرام من التريتيوم من 3 إلى 14 مرة في اليوم توكاماك محقون. كل من هذه الحقن عبارة عن تجربة منفصلة بمعلمات مختلفة قليلاً ، وكل واحدة تعطي العلماء من 3 إلى 10 ثوانٍ من البيانات المفيدة. بهذه الطريقة ، نريد التحقق من معرفتنا الحالية واستخدامها لمزيد من العمل ، كما يقول مايلو. في بعض التجارب ، يتم استخدام التريتيوم فقط ، وفي حالات أخرى يتم استخدامه الترتيوم نظير للهيدروجين اوند الديوتيريوم تستخدم بنسب متساوية.

في كلا النوعين من التجارب ، يريد الباحثون فهم كيفية تأثير كتلة أعلى من التريتيوم على سلوك البلازما يؤثر. يحتوي هذا العنصر على نيوترونين في نواته ، بينما يحتوي الديوتيريوم على نيوترون واحد ، والهيدروجين - لا شيء. سيساعد هذا البحث في التنبؤ بما سيحدث في ITER في المستقبل. وذلك لأن كتلة النظائر تؤثر على المجال المغناطيسي أو درجة حرارة البلازما. توضح آنا وايت ، عالمة فيزياء البلازما في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "نحتاج إلى التحقيق في ما يحدث هناك ولماذا يحدث".

اختلاف مهم آخر لتجارب التريتيوم الأخيرة في عام 1997 هو أن الجزء الداخلي من طائرة نفاثة مبطنة الآن بنفس مواد التدريع مثل الجزء الداخلي من ايتر. نظرًا لأن هذه المواد يمكن أن تعطي طاقة للبلازما وتبريدها ، فإن فهم كيفية تأثيرها على الاندماج أمر بالغ الأهمية. ولا تنس عاملاً آخر مهمًا جدًا. اشخاص. أجريت التجارب الأخيرة على التريتيوم منذ 24 عامًا. لا يمتلك الجيل الجديد من الفيزيائيين أي خبرة على الإطلاق في هذا العنصر. الآن لديهم الفرصة للتعلم من زملائهم الأكثر خبرة.