Pro úspěšné ovládnutí jaderné fúze je jedním z klíčových kroků vytvoření plazmatu, které fúzním reaktorům slouží jako palivo. Vědci z americké Princetonské laboratoře fyziky plazmatu (PPPL) nyní svou analýzou potvrdili efektivitu nového způsobu pro zažehnutí plazmatu pro budoucí kompaktní sférické fúzní reaktory.

Tradiční toroidní tokamaky, experimentální fúzní reaktory, běžně využívají solenoid umístěný ve středu reaktoru, který svým magnetickým polem dokáže nastartovat plazma nutné pro zažehnutí fúzní reakce.

Jelikož kompaktnější sférické tokamaky ve svém středu nemají pro silný solenoid tolik prostoru jako tradiční toroidní reaktory, vědci musí hledat nové inovativní metody pro vytvoření magnetického pole nutného pro nastartování reaktoru.

Jednu z těchto metod, takzvanou přechodnou koaxiální šroubovicovou injektáž (CHI), nyní podrobili analýze vědci z americké Princetonské univerzity. Tato metoda nevyužívá solenoid ve středu reaktoru, ale elektrody umístěné nad a pod tokamakem.

„Na co jsme se primárně zaměřili, byla počáteční fáze formování plazmatu. To nám pomohlo vytvořit úplný obraz o tom, jak výboj CHI funguje,“ říká hlavní autor studie Kenneth Hammond, fyzik PPPL.

Uvolněný prostor by mohl přinést jisté výhody. Mohl by být využit například k zesílení magnetického pole, které udržuje plazma a tím zlepšuje chod reaktoru. Stabilizace plazmatu je rovněž velmi důležitá pro úspěšné zkrocení fúze. V této oblasti posouvá lidstvo o krok dále nová metoda, kterou vyvinuli vědci ze Spojených států a Jižní Koreje. Eliminace solenoidu by také mohla zjednodušit konstrukci kompaktních tokamaků.

„V případě úspěchu by CHI mohlo poskytnout prostor pro vnitřní komponenty, které by mohly zlepšit výkon sférických zařízení. Je potřeba rozvíjet další technické detaily na experimentální úrovni, které mohou fungovat i v rámci demonstračního zařízení a eventuálně ve fúzní elektrárně,“ říká Tom Brown, hlavní inženýr PPPL, který pomohl navrhnout koncepci budoucího sférického zařízení.

Škálovatelnost CHI ověří až další experimenty

Vědci prozatím otestovali škálovatelnost metody CHI v simulacích pomocí Tokamak Simulation Code, programu vytvořeného na PPPL, jež slouží k modelování chování plazmatu.

Budoucí experimenty by měly proběhnout na sférickém tokamaku URANIA, který nevyužívá centrální solenoid. Vědci experimentálně ověří nastartování plazmatu pomocí dvou nezávisle ovládaných elektrod, které by měly celému systému poskytnout větší flexibilitu.

„Přestože CHI nebylo nikdy odzkoušeno na reaktoru většího měřítka, jsme optimističtí, že stejné vztahy budou platit i při větší velikosti se silnějšími magnetickými poli,“ dodává Hammond.

 

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *