Igwe ihe eji eme ihe bụ karama magnetik nwere otu usoro na-eme na anyanwụ. Deuterium na tritium mmanụ ọkụ na-ejikọta na-eme ka vapo nke helium ion, neutrons na okpomọkụ. Ka gas a na-ekpo ọkụ, ionized—nke a na-akpọ plasma—na-ere ọkụ, a na-ebufe ọkụ ahụ na mmiri iji mee uzuoku iji tụgharịa turbin na-emepụta ọkụ eletrik. Plasma nke na-ekpo ọkụ na-ekpo ọkụ na-eyi mgbidi reactor na onye na-ebugharị ihe egwu mgbe niile (nke na-ewepụ ihe mkpofu na reactor na-arụ ọrụ iji mee ka plasma na-ekpo ọkụ nke ọma iji kpọọ ọkụ).

"Anyị na-agbalị ikpebi omume bụ isi nke ihe na-eche ihu na plasma na ebumnuche nke usoro nhụsianya ka mma ka anyị wee nwee ike injinia siri ike, ihe ọhụrụ," ọkà mmụta sayensị Chad Parish nke Ngalaba Energy's Oak Ridge National Laboratory kwuru. Ọ bụ nnukwu onye edemede nke ọmụmụ na akwụkwọ akụkọAkụkọ Sayensịnke nyochara nbibi nke tungsten n'okpuru ọnọdụ ndị metụtara reactor.

N'ihi na tungsten nwere ebe mgbaze kachasị elu nke ọla niile, ọ bụ onye na-akwado maka ihe na-eche ihu na plasma. Otú ọ dị, n'ihi mgbawa ya, ọ ga-abụ na a ga-eji tungsten alloy ma ọ bụ ihe mgbagwoju anya mee ụlọ ọrụ ike azụmahịa. Ka o sina dị, ịmụta maka ka ogbunigwe atọmịk siri emetụta tungsten microscopically na-enyere ndị injinia aka imeziwanye ngwa nuklia.

Parish kwuru, "N'ime ụlọ ọrụ ọkụ jikọtara ọnụ bụ ndị injinia gburugburu ebe obibi kacha obi ọjọọ a gwatụrụla ka ha chepụta ihe maka ya." "Ọ dị njọ karịa ime engine jet."

Ndị na-eme nchọpụta na-enyocha mmekọrịta nke plasma na akụrụngwa iji mepụta ihe karịrị otu maka ọnọdụ ọrụ siri ike dị otú ahụ. Ntụkwasị obi nke ihe bụ isi okwu na teknụzụ nuklia dị ugbu a na nke ọhụrụ nwere mmetụta dị ukwuu n'ịrụ ụlọ na ụgwọ ọrụ nke ụlọ ọrụ ọkụ. Ya mere, ọ dị oke mkpa na ihe injinia maka ịdị ike karịa ogologo ndụ.

Maka ọmụmụ ihe ugbu a, ndị na-eme nchọpụta na Mahadum California, San Diego, tụbara tungsten na helium plasma na ume dị ala na-eṅomi reactor fusion n'okpuru ọnọdụ nkịtị. Ka ọ dị ugbu a, ndị na-eme nchọpụta na ORNL jiri Multicharged Ion Research Facility wakpo tungsten na helium ion nwere ume dị elu na-eṅomi ọnọdụ ndị na-adịghị ahụkebe, dị ka nkwụsị nke plasma nke nwere ike itinye nnukwu ume nke ukwuu.

N'iji microscopy nnyefe eletrọnịkị, nyocha microscopy nnyefe elektrọn, nyocha microscopy eletrọn na elektrọn nanocrystallography, ndị ọkà mmụta sayensị gosipụtara evolushọn nke egosipụta na kristal tungsten na ọdịdị na uto nke ihe owuwu akpọrọ "tendrils" n'okpuru ọnọdụ dị ala na ike dị elu. Ha zigara ihe nlele ahụ na ụlọ ọrụ akpọrọ AppFive maka precession electron diffraction, usoro elektrọn crystallography dị elu, iji nye usoro uto n'okpuru ọnọdụ dị iche iche.

Ruo afọ ole na ole, ndị ọkà mmụta sayensị amatawo na tungsten na-emeghachi omume na plasma site n'ịkpụ eriri kristal n'ihe ọ̀tụ̀tụ̀ ijeri atọ nke otu mita, ma ọ bụ nanometers—obere ahịhịa. Ọmụmụ ihe a na-eme ugbu a chọpụtara na anụ ahụ nke bọmbụ ike dị ala na-emepụta ji nwayọọ nwayọọ na-eto eto, dị mma na nke dị nro - na-eme kapeeti fuzz dị ntakịrị - karịa ndị nke mwakpo ike dị elu kere.

Na ọla, atọm na-ewere nhazi nhazi n'usoro nwere oghere ndị akọwapụtara n'etiti ha. Ọ bụrụ na ewepụla atom, saịtị efu, ma ọ bụ “oghere ohere,” ga-adị. Ọ bụrụ na radieshon, dị ka bọọlụ billiard, na-akụtu atom na saịtị ya wee hapụ ohere, atom ahụ ga-aga ebe. Ọ na-amachi onwe ya n'etiti atọm ndị ọzọ na kristal, na-aghọ interstitial.

Arụmọrụ fusion-reactor nkịtị na-ekpughere onye na-ebugharị ya na nnukwu mmụgharị nke atọm helium ume dị obere. "Ion helium anaghị akụ ike nke ọma iji mee nkukota bọọlụ billiard, yabụ na ọ ga-abanye n'ime lattice ka ọ malite ịmepụta afụ ma ọ bụ ntụpọ ndị ọzọ," Parish kọwara.

Ndị na-eche echiche dị ka Brian Wirth, onye isi oche Gọvanọ UT-ORNL, emepụtala usoro ahụ ma kwenye na ihe a na-esi na lattice pụta mgbe afụ na-aghọ ihe na-ewu ụlọ. Atọm helium na-awagharị gburugburu lattice na-enweghị usoro, Parish kwuru. Ha na-adaba na helium ndị ọzọ wee jikọta ndị agha. N'ikpeazụ ụyọkọ ahụ buru ibu nke ukwuu ịkụtu atom tungsten na saịtị ya.

"Mgbe ọ bụla afụ ahụ tolitere, ọ na-akwapụ atom tungsten di na nwunye na saịtị ha, ha ga-agakwa ebe. A ga-adọrọ mmasị ha n'elu," Parish kwuru. "Nke ahụ, anyị kwenyere, bụ usoro nke nanofuzz ​​a si etolite."

Ndị ọkà mmụta sayensị na-agbakọ na-agba simulations na supercomputers iji mụọ ihe n'ọkwa atomic ha, ma ọ bụ nha nanometer na oge nanosecond. Ndị injinia na-enyocha ka ihe ndị ahụ si agbaji, gbawa, na ndị ọzọ na-akpa agwa mgbe ogologo oge kpughee na plasma, n'ogologo centimita na ihe ọ̀tụ̀tụ̀ oge awa. "Ma enwere obere sayensị dị n'etiti," ka Parish kwuru, onye nnwale ya mejuputara oghere ihe ọmụma a iji mụọ ihe ịrịba ama mbụ nke mmebi ihe onwunwe na mmalite nke uto nanotendril.

Ya mere fuzz ọ dị mma ka ọ dị njọ? "Fuzz nwere ike inwe ma ihe ndị na-emebi emebi na nke bara uru, mana ruo mgbe anyị marakwuo banyere ya, anyị enweghị ike ịmepụta ihe iji gbalịa ikpochapụ ihe ọjọọ ma na-emesi ihe dị mma," ka Parish kwuru. N'akụkụ gbakwunyere, tungsten fuzzy nwere ike ibu ibu ọkụ nke ga-agbawa nnukwu tungsten, na mbuze dị okpukpu 10 na-efu efu karịa tungsten buru ibu. N'akụkụ mwepu, nanotendrils nwere ike ịgbaji, na-eme uzuzu nke nwere ike ime ka plasma dị jụụ. Ihe mgbaru ọsọ nke ndị ọkà mmụta sayensị na-esote bụ ịmụta ka ihe onwunwe si agbasa na otú ọ dị mfe ịgbaji nanotendrils n'elu.

Ndị mmekọ ORNL bipụtara nnwale nyocha eletrọn n'oge na-adịbeghị anya nke na-enwupụta omume tungsten. Otu nnyocha gosiri na uto tendril agaghị aga n'ihu na nhazi ọ bụla masịrị. Nnyocha ọzọ gosipụtara na nzaghachi nke tungsten na-eche ihu na plasma na helium atom flux sitere na nanofuzz ​​naanị (na obere flux) gaa nanofuzz ​​gbakwunyere afụ (na nnukwu flux).

Aha akwụkwọ a dị ugbu a bụ "Mkpụrụ ndụ nke tungsten nanotendrils toro n'okpuru ikpughe helium."