پاشیدن پودر بور در راکتورهای هسته‌ای برای جلوگیری از اتلاف انرژی

پاشیدن پودر بور در راکتورهای هسته‌ای برای جلوگیری از اتلاف انرژی_سیاه پوش


نوشته و ویرایش شده توسط مجله سیاه پوش

این تکنیک نتایج امیدوارکننده‌ای در راکتورهای همجوشی در سرتاسر جهان، از جمله در چین، آلمان و ایالات متحده نشان داده است. جلوگیری از ورود اتم‌های تنگستن به پلاسما یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های راکتورهای همجوشی هسته‌ای مدرن است و محققان در آزمایشگاه فیزیک پلاسما پرینستون (PPPL) امکان پذیر راه حلی برای این مشکل اشکار کرده باشند.

به نقل از دپارتمان اخبار علمی رسانه فناوری تکنا، این کشف که از پودر بور برای محافظت از دیواره‌های توکامک در برابر حرارت شدید همجوشی منفعت گیری می‌کند، یک استراتژی مؤثر برای دستیابی به انرژی همجوشی پایدار اراعه می‌دهد. این خبر در یک بیانیه مطبوعاتی PPPL و وزارت انرژی ایالات متحده که روز دوشنبه انتشار شد، اظهار شده است.

فلوریان افنبرگ، فیزیک‌دان پژوهشگر در PPPL، در این بیانیه او گفت: «ما یک روش تازه برای فهمیدن حرکت مواد بور تزریق شده در پلاسما همجوشی و نحوه تعامل آن با دیواره‌های راکتورهای همجوشی برای نگه داری حالت خوب آنها در میانه کارکرد گسترش داده‌ایم. این پیشرفت می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر راکتورهای همجوشی آینده، همانند راکتور تجربی ترمونوکلئاری بین‌المللی (ITER) در فرانسه، بزرگ‌ترین آزمایش همجوشی جهان، داشته باشد. انرژی همجوشی، که زمان‌ها به گفتن سنگ جواهر انرژی پاک و نامحدود پایدار شناخته شده، نیاز به دماهای زیاد بالا برای نگه داری پلاسما، گاز داغ در قلب عکس العمل دارد. به همین علت، تنگستن که ماده‌ای ترجیحی برای راکتورهای همجوشی است، به گفتن یک انتخاب خوب به علت مقاومتش در نظر گرفته می‌بشود. با این حال، اتم‌های تنگستن می‌توانند جدا شده و داخل پلاسما شوند و فرآیند همجوشی را سرد کنند.

تحقیقات تازه مشخص می کند که افزودن پودر بور به راکتور هسته‌ای می‌تواند به گفتن یک لایه حفاظتی بر روی دیواره‌های تنگستن عمل کند و مانعی تشکیل کند که از فرار اتم‌ها به پلاسما جلوگیری کند. متخصص ارشد علم توکامک در PPPL ادعا می‌کند که بور همانند یک «نمک‌پاش» عمل می‌کند تا دیواره‌های تنگستن را در محل نگه دارد.

جوزف اسنایپس، معاون رئیس علوم تجربی توکامک، او گفت: «بور به طور پودر همانند نمک از نمک‌پاش به پلاسما توکامک پاشیده می‌بشود، که در لبه پلاسما یونیزه شده و سپس بر روی دیواره‌های داخلی توکامک و منطقه تخلیه رسوب می‌کند. او افزود: «بعد از پوشش با یک لایه نازک از بور، این ماده مانع ورود تنگستن به پلاسما و تابش انرژی پلاسما می‌بشود. این تکنیک قبلاً نتایج امیدوارکننده‌ای در راکتورهای همجوشی در سرتاسر جهان نشان داده است، از جمله در چین، آلمان و ایالات متحده. مطابق حرف های محققان، این روش این چنین می‌تواند وقتی که راکتور فعال است منفعت گیری بشود.

دانشمندان PPPL یک چارچوب مدل‌سازی کامپیوتری پیشرفته تشکیل کرده‌اند تا حرکت بور را در راکتورهای همجوشی بازدید کنند بدون این که نیاز به انجام آزمایش‌ها باشد. این چارچوب نوآورانه که توسط افنبرگ و تیمش طراحی شده است، هر مرحله از فرآیند را مدل‌سازی می‌کند، از جمله نحوه تعامل بور با پلاسما و دیواره‌های راکتور. افنبرگ گفت: «یک مدل حرکت پلاسما را همانند‌سازی می‌کند، مدل دیگر نحوه حرکت و تبخیر ذرات پودر بور در پلاسما را مشخص می کند و مدل سوم بازدید می‌کند که چطور ذرات بور با دیواره‌های توکامک تعامل دارند، از جمله این که چطور چسبیده، ساییده و با دیگر مواد مخلوط خواهد شد. او افزود: «این بینش‌ها برای بهینه‌سازی استراتژی‌های تزریق بور به منظور دستیابی به شرایط دیواره‌ای مؤثر و یکنواخت در ITER و دیگر راکتورهای همجوشی حیاتی می باشند.»

دسته بندی مطالب

مقالات کسب وکار

مقالات فناوری

مقالات آموزشی

مقالات سلامتی