कोरियाई वैज्ञानिकों ने प्लाज्मा अस्थिरता के कारण टोकामक की दीवारों को नुकसान से बचने का एक तरीका खोजा है

टोकामक एक प्रकार का थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर है, यह शर्तों को प्राप्त करने के लिए चुंबकीय प्लाज्मा कारावास के लिए एक टॉरॉयडल इंस्टॉलेशन है जिसके तहत एक स्थिर थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया को बनाए रखना संभव है। उनके साथ काम कई दशकों से चल रहा है, और अब तक इस काम में कोई अंत नहीं देखा गया है: आर्थिक रूप से आउटपुट रिएक्टर नहीं हैं, क्योंकि वहाँ नहीं थे। समस्याओं में से एक प्रक्रिया की अस्थिरता है, इसे नियंत्रित करना बहुत मुश्किल है।

कई कठिनाइयां हैं, उनमें से एक स्थानीयकृत धार प्लाज्मा प्रवाह की अस्थिरता है। केस्टार टोकमैक इंस्टॉलेशन के साथ काम करने वाले शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि वे इस समस्या को नियंत्रित करने में सक्षम थे। यह अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यदि आप इसे हल नहीं करते हैं, तो प्लाज्मा वैक्यूम चेंबर की आंतरिक सतह को नष्ट कर सकता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि समस्या स्थापना के चुंबकीय क्षेत्र की समरूपता का परिणाम है - समरूपता जो टोकामक के साथ काम करने की सरलता (स्पष्ट) सुनिश्चित करती है। इस मुद्दे को हल करने का एक तरीका अस्थिरता को दबाने के लिए बाहरी चुंबकीय क्षेत्र बनाना है।

सबसे दिलचस्प बात यह है कि टोकामक चुंबकीय क्षेत्र के कुछ असममित विन्यास भी स्थिर अवस्था में प्लाज्मा धारण करने के मामले में उपयोगी हो सकते हैं। यहां मुख्य बात यह है कि चुंबकीय क्षेत्र कॉन्फ़िगरेशन में उन परिवर्तनों की उपस्थिति से बचने के लिए "सही" विषमता का चयन करना सीखना है , जो हानिकारक साबित हो सकते हैं।

इस समस्या को हल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्थिर अवस्था में प्लाज्मा को बनाए रखने के लिए आवश्यक चुंबकीय क्षेत्रों के संयोजन का एक सरलीकृत मॉडल बनाया। एक उदाहरण के रूप में इस मॉडल का उपयोग करते हुए, वैज्ञानिकों ने एक असममित विन्यास के वेरिएंट की तलाश शुरू की जो कि स्थिर अवस्था में प्लाज्मा को बनाए रखने में उपयोगी हो सकता है, जिससे रिएक्टर की दीवारों को नष्ट होने से बचाया जा सकता है। इस मामले में शर्तों में से एक यह है कि प्लाज्मा की आंतरिक परतों को बाहरी परतों को प्रभावित करने वाले कारकों से प्रभावित नहीं होना चाहिए।

सकारात्मक बिंदु यह है कि शोधकर्ताओं को चुंबकीय क्षेत्र के सटीक ज्यामिति के अंतिम संस्करण को जानने की आवश्यकता नहीं है। यह जानना आवश्यक है कि चुंबकीय क्षेत्र का आकार बहुत बड़ा हो जाता है और इसकी स्थिरता कम हो जाती है।

पिछले अध्ययनों को खेतों के महत्वपूर्ण मूल्यों को निर्धारित करने के साथ-साथ आवश्यक ज्यामिति बनाने, क्षेत्र की गणना करने के लिए समर्पित किया गया है। स्थिरता के लिए प्रतिकूल चुंबकीय क्षेत्र के विन्यास को काटने के लिए यह आवश्यक है।



अब कोरियाई टोकामक के साथ काम करने वाले शोधकर्ताओं की एक टीम ने यह पता लगाने का फैसला किया कि कौन से चुंबकीय क्षेत्र (अतिरिक्त) अस्थिरता को दबाएंगे, जो प्लाज्मा के विनाशकारी गुणों को रोकेंगे, और जो अस्थिरता के उद्भव में योगदान करेंगे।

KSTAR कार्यक्षमता के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक विभिन्न प्रकार के विन्यासों का अध्ययन करने में सक्षम थे, जिसके परिणामस्वरूप 6D छवि थी, जहां प्रत्येक पिक्सेल रंग-कोडित होता है। कुल में रंग के तीन उन्नयन हैं, जिनमें से प्रत्येक को अच्छा, बुरा और बहुत बुरा बताया जा सकता है।

मॉडल तैयार होने के बाद, परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित करने के बाद, वैज्ञानिकों ने इसका परीक्षण किया। जैसा कि यह निकला, वे उस कॉन्फ़िगरेशन विकल्प को खोजने में कामयाब रहे जो स्थानीयकृत धार प्लाज्मा प्रवाह की अस्थिरता को समाप्त करता है। इष्टतम कॉन्फ़िगरेशन बनाने के लिए, विशेषज्ञ इलेक्ट्रोमैग्नेट की संख्या बढ़ा सकते हैं जो चुंबकीय क्षेत्रों के अनुकूलन क्षमता को बढ़ाने में मदद करेंगे।

विशेषज्ञों के अनुसार, कोरियाई टोकमक के साथ वैज्ञानिकों का काम उस क्षण को करीब लाएगा जब मानवता अभी भी ऊर्जा के लगभग अंतहीन स्रोत प्राप्त करेगी।

प्रकृति भौतिकी , 2018: DOI: 10.1038 / s41567-018-0268-8 ।