توكاماك هو نوع من المفاعلات النووية الحرارية ؛ وهو عبارة عن تركيب حلقي لحبس البلازما المغناطيسي من أجل تحقيق الظروف التي يمكن فيها الحفاظ على تفاعل نووي حراري مستقر. العمل معهم مستمر منذ عدة عقود ، وحتى الآن لم يلاحظ أي نهاية في هذا العمل: لا توجد مفاعلات إنتاج اقتصادية ، كما لم تكن موجودة. واحدة من المشاكل هي عدم استقرار العملية ، فمن الصعب للغاية السيطرة عليها.
هناك العديد من الصعوبات ، أحدها هو عدم استقرار تدفقات البلازما الحافة الموضعية.
وقد أظهر الباحثون الذين يعملون مع تثبيت
KSTAR Tokamak أنهم كانوا قادرين على السيطرة على هذه المشكلة. هذا مهم للغاية ، لأنه إذا لم تقم بحلها ، فإن البلازما يمكن أن تدمر السطح الداخلي لغرفة الفراغ.
تجدر الإشارة إلى أن المشكلة هي نتيجة لتماثل المجال المغناطيسي للتثبيت - التماثل الذي يضمن بساطة (واضحة) للعمل مع tokamaks. تتمثل إحدى طرق حل هذه المشكلة في إنشاء حقول مغناطيسية خارجية لقمع عدم الاستقرار.
الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن بعض التكوينات غير المتماثلة للمجال المغناطيسي لتوكاماك يمكن أن تكون مفيدة حتى من حيث الاحتفاظ بالبلازما في حالة مستقرة. الشيء الرئيسي هنا هو
تعلم كيفية اختيار التماثل "الصحيح" ، وتجنب ظهور تلك التغييرات في تكوين المجال المغناطيسي التي قد تكون ضارة.
لحل هذه المشكلة ، ابتكر الباحثون نموذجًا مبسطًا لمزيج المجالات المغناطيسية اللازمة للحفاظ على البلازما في حالة مستقرة. باستخدام هذا النموذج كمثال ، بدأ العلماء في البحث عن متغيرات ذات تكوين غير متماثل يمكن أن تكون مفيدة في الحفاظ على البلازما في حالة مستقرة ، مما يمنع تدمير جدران المفاعل. أحد الشروط في هذه الحالة هو أن الطبقات الداخلية للبلازما يجب ألا تتأثر بالعوامل التي تؤثر على الطبقات الخارجية.
النقطة الإيجابية هي أن الباحثين لا يحتاجون إلى معرفة النسخة النهائية للهندسة الدقيقة للمجال المغناطيسي. كل ما هو مطلوب هو معرفة متى يصبح حجم المجال المغناطيسي كبيرًا جدًا وينخفض استقراره.
تم تخصيص دراسات سابقة لتحديد القيم الحاسمة للمجالات ، بالإضافة إلى إنشاء الهندسة اللازمة لحساب المجال. هذا ضروري من أجل قطع تكوينات المجال المغناطيسي غير المواتية للاستقرار.
الآن قرر فريق من الباحثين الذين يعملون مع tokamak الكوري معرفة أي المجالات المغناطيسية (الإضافية) التي ستقمع عدم الاستقرار ، والتي ستمنع الخصائص المدمرة للبلازما ، والتي ستساهم في ظهور عدم الاستقرار.
بفضل وظيفة KSTAR ، تمكن العلماء من دراسة مجموعة متنوعة من التكوينات ، مما أدى إلى صورة 6D ، حيث يتم ترميز كل بكسل بالألوان. في المجمل هناك ثلاثة تدرجات لونية ، يمكن وصف كل منها بأنها جيدة وسيئة وسيئة جدًا.
بعد أن أصبح النموذج جاهزًا ، اختبره العلماء ، بعد إجراء سلسلة من الاختبارات. كما اتضح ، تمكنوا من العثور على خيار التكوين هذا الذي يزيل عدم استقرار تدفقات البلازما الحافة الموضعية. من أجل إنشاء التكوين الأمثل ، يمكن للخبراء زيادة عدد المغناطيسات الكهربائية التي ستساعد على زيادة قابلية تخصيص المجالات المغناطيسية.
وفقا للخبراء ، فإن عمل العلماء مع tokamak الكوري سيقترب من اللحظة التي ستستمر فيها البشرية في الحصول على مصدر الطاقة الذي لا نهاية له تقريبا.
فيزياء الطبيعة ، 2018: DOI:
10.1038 / s41567-018-0268-8 .