اليكم الان شاهد انفجار البلازما بالألوان الكاملة داخل مفاعل اندماجي بسرعة 16000 إطارًا في الثانية والان إلى التفاصيل من المصدر بتوقيت بيروت_ beiruttime
عندما يتم تشغيل التوكاماك، يحدث شيء سحري في حدود بطنه المعزز.
تزدهر البلازما المتولدة من الهيدروجين الثقيل إلى اللون الوردي اللامع، وتتموج وتتلوى حول الحجرة التي على شكل كعكة الدونات.
بعد ذلك، تتساقط حبيبات صغيرة من الليثيوم في الدوامة، وتتلألأ مثل الغبار القرمزي قبل أن تنفجر في شرائط من الضوء الأخضر والأصفر النابض بالحياة.
بفضل كاميرا ملونة عالية السرعة، يمكننا مشاهدة هذه العملية أثناء العمل حيث تسخن البلازما داخل آلة ST40 التابعة لشركة Tokamak Energy، مما يخلق بعض الظروف التي ستستخدمها التوكاماك المستقبلية لتحطيم النوى الذرية معًا لتوليد طاقة الاندماج التي يمكن أن تغذي العالم يومًا ما.
ولكن ليست روعة المنظر فقط هي التي تعتبر أعجوبة.
لا يزال أمام اندماج البلازما طريق طويل قبل أن يصبح جاهزًا للتطبيق العملي – ومراقبة مسار الليثيوم المشتعل يمكن أن يساعد الفيزيائيين في التغلب على إحدى العقبات الرئيسية التي تواجهها التكنولوجيا: كيفية التنفيس الآمن للحرارة الهائلة المنبعثة من بلازما الاندماج.
إطار الحدود = “0” سماح = “مقياس التسارع؛ التشغيل التلقائي؛ الكتابة في الحافظة؛ الوسائط المشفرة؛ جيروسكوب؛ صورة داخل صورة؛ مشاركة الويب” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>
يحتاج التوكاماك إلى حصر البلازما في درجات حرارة تبلغ ملايين الدرجات لإجبار النوى الذرية على التماسك.
لكن هذا الحبس ليس سهلا، وبعض الطاقة الهائلة التي تدور حولها تفلت حتما من البلازما المحصورة.
يجب أن تذهب إلى مكان ما، لذلك تم تصميم التوكاماك لتوجيه أكبر قدر ممكن من الحرارة المتسربة نحو مكونات تسمى المحولات.
حاليًا، تجارب التوكاماك قصيرة نسبيًا. في المستقبل قوة الانصهار ومع ذلك، يجب على هذه المكونات أن تتحمل الأحمال الحرارية الشديدة لفترات طويلة دون أن تتفكك بسرعة.
يعد الحمل الحراري للمحول مشكلة مهمة لدرجة أنه أحد العوامل الرئيسية التي تشكل تصميم محطات توليد الطاقة الكروية في توكاماك في المستقبل. في التجارب على ST40، قام الباحثون بقياس تدفقات الحرارة العالية مثل 150 ميجاوات للمتر المربع.
ولذلك فإن العادم الحراري هو إحدى المشكلات التي يستخدمها الباحثون ST40 للتحقيق فيها، بما في ذلك ما إذا كان من الممكن إقناع البلازما نفسها بتقديم المساعدة.
بطبيعة الحال، تم تجهيز التوكاماك بكاميرات عالية السرعة وعالية الدقة منذ وجود التوكاماك تقريبًا.
التصوير الملون عالي السرعة ليس جديدًا تمامًا: فقد تم نشر كاميرا ملونة على T-11M توكاماك الروسية في عام 2014، كما هو موضح في ورقة 2016.
تصوير ملون عالي السرعة للبلازما التي تتفاعل مع محدد الليثيوم في T-11M توكاماك الروسي. الخطوط المضيئة هي عبارة عن قطرات من الليثيوم يتم إخراجها من المحدد أثناء عدم الاستقرار، وتنتقل بسرعة حوالي 100 متر في الثانية. (لازاريف وآخرون، المهندس الانصهار. ديسمبر.، 2016)
ومع ذلك، لاحظت تلك الورقة تجعدًا كبيرًا. وعلى الرغم من أنها كانت تتتبع أيضًا الليثيوم عند حدود البلازما، إلا أن الكاميرا كانت تعمل بمعدل 1000 إطار في الثانية، وهي ليست بالسرعة الكافية، كما لاحظ الباحثون، لمتابعة تطور خيوط الليثيوم مع مرور الوقت. وقالوا إنه لتحقيق ذلك ستكون هناك حاجة إلى سرعات تزيد عن 10000 إطار في الثانية.
تم تدريب الكاميرا على الجزء الداخلي من تسجيلات ST40 بمعدل 16000 إطارًا في الثانية.
وهنا ما تبحث عنه.
عادة، يمكن للشوائب الموجودة في البلازما التي تتدفق داخل مفاعل الاندماج أن تخلق مشاكل كبيرة، مما يتسبب في إشعاع الحرارة بعيدًا بسرعة أكبر، مما يؤدي إلى تبريد البلازما ويمكن أن يتداخل مع الظروف اللازمة للاندماج.
ولكن إذا حدث هذا التبريد في المكان المناسب على حافة البلازما، فقد يكون ذلك في الواقع ميزة – فقد يقلل من الحرارة التي تفجر المحولات، بينما يظل الجزء الداخلي من طارة البلازما ساخنًا بدرجة كافية للحفاظ على ظروف الاندماج.
هذه هي الفكرة وراء نظام التشغيل التجريبي الذي يسمى مشعاع X-point، أو XPR.
البلازما محصورة بمجال مغناطيسي قوي. النقطة X هي منطقة في ذلك المجال المغناطيسي بالقرب من المحول، حيث يشكل المجال المغناطيسي بنية مميزة على شكل X.
من خلال تشجيع الشوائب على إشعاع الطاقة بعيدًا حول هذه المنطقة، ويأمل الفيزيائيون في تبريد البلازما قبل أن تصل إلى المحول، مما يقلل من العقوبة التي يجب أن تتحملها تلك المكونات دون تبريد النواة المنتجة للاندماج.
إطار الحدود = “0” سماح = “مقياس التسارع؛ التشغيل التلقائي؛ الكتابة في الحافظة؛ الوسائط المشفرة؛ جيروسكوب؛ صورة داخل صورة؛ مشاركة الويب” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>
الليثيوم هو أحد المواد التي قام الفيزيائيون بتجربتها لمعرفة كيفية التحكم في هذا التبريد.
وهذا ما تفعله تلك الألوان الرائعة.
وعلى عكس ما هو متوقع، فإن البلازما الملونة التي تلتقطها الكاميرا ليست الجزء الأكثر سخونة في ST40. النواة الساخنة للانصهار ساخنة جدًا بحيث لا يمكنها إنتاج الضوء المرئي الذي نراه؛ وبدلاً من ذلك، تكشف الكاميرا ما يحدث في البلازما الأكثر برودة نسبيًا حول حافتها.
ويأتي التوهج الوردي من غاز الديوتيريوم الذي يتم تغذيته في التوكاماك، والذي ينبعث منه مزيج من الأطوال الموجية الحمراء والزرقاء.
عندما تدخل حبيبات الليثيوم الصغيرة بحجم الرمل لأول مرة إلى تلك المناطق الخارجية الأكثر برودة، تصبح ذرات الليثيوم المحايدة متحمسة وتتوهج باللون الأحمر القرمزي اللامع.
ومع توغل الليثيوم بشكل أعمق في البلازما الأكثر سخونة وكثافة، تفقد ذراته إلكترونًا وتصبح أيونات الليثيوم موجبة الشحنة. تنبعث أيونات Li⁺ هذه ضوءًا مميزًا باللون الأصفر المخضر.
ولأنها الآن مشحونة كهربائيًا، فإن أيونات الليثيوم تتبع المجال المغناطيسي – وتحول تلك الخطوط الخضراء والصفراء الزاهية إلى أثر متوهج لخطوط المجال غير المرئية التي تحصر البلازما.
سيكون من السهل نسبيًا الحصول على خريطة درجة حرارة التوكاماك حتى باللونين الأبيض والأسود. ما توفره الكاميرا الملونة للفيزيائيين هو وسيلة لتتبع الذرات والأيونات المختلفة تحت ظروف بلازما مختلفة، مما يكشف عن المكان الذي ينتقل فيه الليثيوم ومدى عمق اختراقه.
إلى جانب التحليل الطيفي، الذي يحدد بدقة الأطوال الموجية للضوء المنبعث، تمنح اللقطات عالية السرعة للفيزيائيين طريقة أخرى لمعرفة ما إذا كانت الشوائب تشع الطاقة حيث يريدونها.
إذا لم يكن الأمر كذلك، يمكن للفيزيائيين تغيير الظروف والمحاولة مرة أخرى، وتعلم كيفية الحفاظ على التبريد حيث يريدون – المعرفة التي يمكن أن تشكل في نهاية المطاف كيفية التخلص من مفاعلات الاندماج المستقبلية من حرارتها الهائلة.
وهناك دلائل مبكرة على أن نهج XPR قد ينجح.
في النتائج الأولية من التجارب في ST40أفاد الباحثون أنهم تمكنوا من إنتاج منطقة مشعة تتحرك عبر النقطة X وتبرد حافة البلازما بشكل ملحوظ. عندما يحدث ذلك، تظهر القياسات أن الحرارة التي تصل إلى المحول تنخفض.
ويعتقد الباحثون أن الكثير من الإشعاع في تلك التجارب جاء من الكربون الذي تم إزالته من جدران التوكاماك، وليس من الليثيوم الذي تم إدخاله عمدًا. لكن التجارب التي تستخدم الليثيوم والنيون لزيادة تقليل الحمل الحراري جارية الآن.
تشير النمذجة الحاسوبية إلى أن الليثيوم يمكن أن يكون مفيدًا بشكل خاص لأنه قد يكون من الممكن تركيزه حول المحول، حيث يكون تأثير التبريد مطلوبًا، دون السماح بما يكفي منه عند المنبع لتدهور أداء قلب البلازما.
وتخطط شركة Tokamak Energy لدفع الفكرة إلى أبعد من ذلك.
ST40 حاليا يخضع لترقية كبيرة لاستبدال درعها الكربوني بالموليبدينوم، إدخال الأنظمة لتغليف مكوناته المواجهة للبلازما بالليثيوم، وإضافة وسائل تشخيصية جديدة لفحص ما يحدث عند حافة البلازما.
وبعد ذلك، ربما سنتمكن من رؤية ألوان أكثر روعة تتلألأ من الفضاء، وتحمل معها معلومات يمكن أن تساعدنا في تقريبنا من مستقبل الاندماج.
تم التحقق من صحة هذه المقالة بواسطة ريبيكا داير وتم تحريره بواسطة ريبيكا داير. وبينما نفخر بعمليتنا، فإننا بشر فقط. إذا لاحظت خطأً، يرجى اعلامنا.
شاهد انفجار البلازما بالألوان الكاملة داخل مفاعل اندماجي بسرعة 16000 إطار ا في الثانية
المزيد من التفاصيل - اضغط هنا
بتوقيت بيروت_ beiruttime شاهد انفجار البلازما بالألوان الكاملة داخل مفاعل اندماجي
كانت هذه تفاصيل شاهد انفجار البلازما بالألوان الكاملة داخل مفاعل اندماجي بسرعة 16000 إطارًا في الثانية نرجوا بأن نكون قد وفقنا بإعطائك التفاصيل والمعلومات الكامله .
وننوه بأن الموضوع الأصلي قد تم نشرة ومتواجد على بتوقيت بيروت_ beiruttime و قام فريق العمل في برسبي نيوز بالتاكد منه او ربما تم التعديل علية او قد يكون تم نقله بالكامل اوالاقتباس ويمكنك قراءة الموضوع من مصدره الاساسي.