کشف رفتاری عجیب در پلاسمای سوزان خودگرمایشی

پژوهشگران همجوشی هسته‌ ای یک هدف اصلی دارند و آن  تولید گرما برای ادامه واکنش ها و تولید انرژی پاک و بی حد و حصر است. این هدف همانند واکنش های شدیدی است که در داخل خورشید رخ می دهد.

به گزارش تکناک، محققان اخیراً با دستیابی به پلاسمای سوزان خودگرمایشی، گام مهمی در جهت این هدف برداشته اند و اکنون با بررسی دقیق‌تر پلاسما، رفتار عجیب و غیرقابل توضیح یون‌ها در آن آشکار شده است.

دانشمندان در مرکز احتراق ملی آمریکا (NIF) از سال 2009 به دنبال گداخت هسته ای بوده اند و از 192 لیزر منظم برای شلیک پالس های پرانرژی به یک کپسول سوخت استفاده می کنند.

این گلوله سوخت از دوتریوم و تریتیوم تشکیل شده است و وقتی با حرارت ناگهانی و شدید از بین می رود باعث می شود اتم های جداگانه با تبدیل به هلیوم مقادیر زیادی انرژی آزاد کنند.

در یک دنیای ایده‌آل، محققان می‌خواهند این واکنش‌های همجوشی به‌عنوان منبع گرما عمل کنند، یعنی با لیزرها از بین بروند و این برخوردها خود را به یک منبع انرژی خودکفا تبدیل کنند.

در ژانویه امسال، دانشمندان NIF تحقیقاتی را منتشر کردند که در آن گام‌های مهمی برای رسیدن به این رویا شرح داده شد تا در نهایت به تکنیک لازم برای ایجاد یک پلاسمای سوزان دست پیدا کنند.

اگرچه پلاسمای سوزان تنها در نانوثانیه‌ها اتفاق می افتد، اما این تحقیق اولین مورد در این زمینه است و پیشرفت مهمی در این شاخه از تحقیقات همجوشی، معروف به همجوشی محصور اینرسی (ICF) بود.

تجزیه و تحلیل جدید درباره پلاسمای در حال سوختن نشان می دهد که این پلاسما به شکل غیرمنتظره‌ای رفتار می‌کند و یون‌های درون آن انرژی بالاتری نسبت به آنچه مدل‌ها پیش‌بینی کرده بودند، دارند.

آلستر مور نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید: این نشان می‌دهد که یون‌هایی که در حال همجوشی هستند، انرژی بیشتری با بالاترین عملکرد دارند،چیزی که توسط کدهای هیدرودینامیک تشعشعی معمولی که برای شبیه‌سازی انفجارهای ICF استفاده می‌شود، پیش‌بینی نمی‌شود یا قابل پیش‌بینی نیست.

دانشمندان رفتار غیرمنتظره و پرانرژی یون‌ها را به اثر داپلر تشبیه می‌کنند، به همان شیوه‌ای که ممکن است هنگام نزدیک شدن خودرو، عبور از کنار ما و سپس دور شدن، صدای آژیر پلیس را بشنوید. این تیم می‌گوید شبیه‌سازی‌های پیشرفته‌تری برای شکل‌دهی مناسب فرآیندهای موجود مورد نیاز است، اما انجام این کار می‌تواند بینش‌های کلیدی را برای طراحی تسهیلات همجوشی پیشرفته ارائه دهد.

این تیم می نویسد: درک علت این انحراف از رفتار هیدرودینامیکی می تواند برای دستیابی به احتراق قوی و قابل تکرار مهم باشد.