ເຕົາປະຕິກອນ fusion ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເປັນຂວດແມ່ເຫຼັກທີ່ມີຂະບວນການດຽວກັນທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນແສງຕາເວັນ. ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ Deuterium ແລະ tritium ປະສົມກັນເພື່ອສ້າງເປັນໄອຂອງ helium, ນິວຕຣອນ ແລະຄວາມຮ້ອນ. ເນື່ອງຈາກອາຍແກັສທີ່ຮ້ອນ, ເອີ້ນວ່າ plasma-ເຜົາໄໝ້, ຄວາມຮ້ອນນັ້ນຈະຖືກໂອນໄປສູ່ນ້ຳເພື່ອເຮັດໃຫ້ອາຍນ້ຳເພື່ອຫັນຈັກຫັນທີ່ຜະລິດກະແສໄຟຟ້າ. plasma ທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງເຮັດໃຫ້ເກີດໄພຂົ່ມຂູ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຕໍ່ກໍາແພງເຕົາປະຕິກອນແລະຕົວແຍກ (ເຊິ່ງເອົາສິ່ງເສດເຫຼືອອອກຈາກເຕົາປະຕິກອນປະຕິບັດການເພື່ອເຮັດໃຫ້ plasma ຮ້ອນພຽງພໍທີ່ຈະເຜົາໄຫມ້).

"ພວກເຮົາພະຍາຍາມກໍານົດພຶດຕິກໍາພື້ນຖານຂອງວັດສະດຸທີ່ປະເຊີນຫນ້າກັບ plasma ດ້ວຍເປົ້າຫມາຍຂອງຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ດີຂຶ້ນກ່ຽວກັບກົນໄກການເຊື່ອມໂຊມເພື່ອໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດວິສະວະກໍາທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ວັດສະດຸໃຫມ່," Chad Parish, ວິທະຍາສາດວັດສະດຸຂອງຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Oak Ridge ຂອງພະແນກພະລັງງານກ່າວ. ລາວເປັນຜູ້ຂຽນອາວຸໂສຂອງການສຶກສາໃນວາລະສານບົດລາຍງານວິທະຍາສາດທີ່ໄດ້ສໍາຫຼວດການເຊື່ອມໂຊມຂອງ tungsten ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເຕົາປະຕິກອນ.

ເນື່ອງຈາກວ່າ tungsten ມີຈຸດລະລາຍທີ່ສູງທີ່ສຸດຂອງໂລຫະທັງຫມົດ, ມັນເປັນຜູ້ສະຫມັກສໍາລັບວັດສະດຸທີ່ປະເຊີນຫນ້າກັບ plasma. ເນື່ອງຈາກຄວາມເສື່ອມຂອງມັນ, ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ໂຮງງານໄຟຟ້າການຄ້າອາດຈະເຮັດດ້ວຍໂລຫະປະສົມ tungsten ຫຼືປະສົມ. ໂດຍບໍ່ສົນເລື່ອງ, ການຮຽນຮູ້ກ່ຽວກັບວິທີການຖິ້ມລະເບີດປະລໍາມະນູທີ່ມີພະລັງມີຜົນກະທົບຕໍ່ tungsten microscopically ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນປັບປຸງວັດສະດຸນິວເຄຼຍ.

"ພາຍໃນໂຮງງານໄຟຟ້າ fusion ແມ່ນວິສະວະກອນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ໂຫດຮ້າຍທີ່ສຸດທີ່ເຄີຍຖືກຮ້ອງຂໍໃຫ້ອອກແບບວັດສະດຸ," Parish ເວົ້າ. "ມັນຮ້າຍແຮງກວ່າພາຍໃນຂອງເຄື່ອງຈັກຍົນ."

ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງສຶກສາປະຕິສໍາພັນຂອງ plasma ແລະອົງປະກອບຂອງເຄື່ອງຈັກເພື່ອເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນທີ່ມີຫຼາຍກ່ວາການຈັບຄູ່ກັບສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ຮຸນແຮງດັ່ງກ່າວ. ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງວັດສະດຸແມ່ນບັນຫາສໍາຄັນກັບເຕັກໂນໂລຢີນິວເຄຼຍໃນປະຈຸບັນແລະໃຫມ່ທີ່ມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການກໍ່ສ້າງແລະການດໍາເນີນງານຂອງໂຮງງານໄຟຟ້າ. ສະນັ້ນ, ມັນເປັນສິ່ງ ສຳ ຄັນຫຼາຍຕໍ່ວັດສະດຸວິສະວະ ກຳ ສຳ ລັບຄວາມແຂງແກ່ນໃນວົງຈອນຊີວິດທີ່ຍາວນານ.

ສໍາລັບການສຶກສາໃນປະຈຸບັນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍ, San Diego, ໄດ້ລະເບີດ tungsten ດ້ວຍ plasma helium ດ້ວຍພະລັງງານຕ່ໍາທີ່ເຮັດແບບຈໍາລອງເຕົາປະຕິກອນ fusion ພາຍໃຕ້ສະພາບປົກກະຕິ. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ ORNL ໄດ້ນໍາໃຊ້ສະຖານທີ່ຄົ້ນຄ້ວາໄອອອນ Multicharged ເພື່ອໂຈມຕີ tungsten ດ້ວຍ helium ions ພະລັງງານສູງທີ່ເຮັດຕາມເງື່ອນໄຂທີ່ຫາຍາກ, ເຊັ່ນການຂັດຂວາງຂອງ plasma ທີ່ອາດຈະຝາກພະລັງງານຂະຫນາດໃຫຍ່ຜິດປົກກະຕິ.

ການນໍາໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກການສົ່ງ, ການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກ, ການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກແລະ nanocrystallography ເອເລັກໂຕຣນິກ, ນັກວິທະຍາສາດໄດ້ສະແດງການວິວັດທະນາການຂອງຟອງໃນໄປເຊຍກັນ tungsten ແລະຮູບຮ່າງແລະການເຕີບໃຫຍ່ຂອງໂຄງສ້າງທີ່ເອີ້ນວ່າ "tendrils" ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາແລະສູງ. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ສົ່ງຕົວຢ່າງໄປຫາບໍລິສັດທີ່ເອີ້ນວ່າ AppFive ສໍາລັບ precession electron diffraction, ເຕັກນິກການ crystallography electron ກ້າວຫນ້າ, ເພື່ອ infer ກົນໄກການຂະຫຍາຍຕົວພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ເປັນເວລາສອງສາມປີທີ່ນັກວິທະຍາສາດຮູ້ວ່າ tungsten ຕອບສະ ໜອງ ຕໍ່ plasma ໂດຍການສ້າງກ້ອນຫີນກ້ອນຫີນໃນລະດັບຫຼາຍຕື້ແມັດ, ຫຼື nanometers - ເປັນສະຫນາມຫຍ້ານ້ອຍໆ. ການສຶກສາໃນປັດຈຸບັນຄົ້ນພົບວ່າ tendrils ທີ່ຜະລິດໂດຍການລະເບີດທີ່ມີພະລັງງານຕ່ໍາແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວຊ້າ, ລະອຽດແລະກ້ຽງກວ່າ - ປະກອບເປັນຜ້າພົມທີ່ຫນາແຫນ້ນຂອງ fuzz - ກ່ວາທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍການໂຈມຕີທີ່ມີພະລັງງານສູງ.

ໃນໂລຫະ, ອະຕອມສົມມຸດວ່າການຈັດໂຄງສ້າງທີ່ເປັນລະບຽບທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງພວກມັນ. ຖ້າອະຕອມຖືກຍົກຍ້າຍ, ສະຖານທີ່ຫວ່າງເປົ່າ, ຫຼື "ບ່ອນຫວ່າງ," ຍັງຄົງຢູ່. ຖ້າລັງສີ, ຄືກັບລູກໂບລີດ, ເຄາະອະຕອມອອກຈາກສະຖານທີ່ຂອງມັນ ແລະອອກຈາກບ່ອນຫວ່າງ, ອະຕອມນັ້ນຕ້ອງໄປບ່ອນໃດບ່ອນໜຶ່ງ. ມັນ crams ຕົວຂອງມັນເອງລະຫວ່າງປະລໍາມະນູອື່ນໆໃນໄປເຊຍກັນ, ກາຍເປັນ interstitial.

ການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງປະຕິກອນ fusion-reactor ປົກກະຕິເຮັດໃຫ້ຕົວ divertor ມີ flux ສູງຂອງອະຕອມ helium ທີ່ມີພະລັງງານຕໍ່າຫຼາຍ. ທ່ານ Parish ອະທິບາຍວ່າ "ທາດ helium ion ບໍ່ໄດ້ຕີຢ່າງໜັກພໍທີ່ຈະປະທະກັນກັບບານ billiard, ສະນັ້ນມັນຕ້ອງເຂົ້າໄປໃນເສັ້ນດ່າງເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການສ້າງຟອງຫຼືຂໍ້ບົກພ່ອງອື່ນໆ,".

ນັກທິດສະດີຄື Brian Wirth, ປະທານຜູ້ວ່າການ UT-ORNL, ໄດ້ສ້າງແບບຈໍາລອງລະບົບແລະເຊື່ອວ່າວັດສະດຸທີ່ຖືກຍົກຍ້າຍອອກຈາກເສັ້ນດ່າງໃນເວລາທີ່ຟອງກາຍເປັນສິ່ງກໍ່ສ້າງຂອງ tendrils. ປາຣິຊກ່າວວ່າອະຕອມຂອງ Helium ເດີນໄປທົ່ວເສັ້ນດ່າງແບບສຸ່ມ. ພວກເຂົາເຈົ້າຕໍາເຂົ້າໄປໃນ heliums ອື່ນໆແລະເຂົ້າຮ່ວມກໍາລັງ. ໃນທີ່ສຸດກຸ່ມກໍ່ໃຫຍ່ພໍທີ່ຈະລົບອະຕອມ tungsten ອອກຈາກສະຖານທີ່ຂອງມັນ.

"ທຸກໆຄັ້ງທີ່ຟອງຈະເລີນເຕີບໂຕມັນຈະຍູ້ອະຕອມ tungsten ສອງສາມອັນອອກຈາກສະຖານທີ່ຂອງພວກເຂົາ, ແລະພວກເຂົາຕ້ອງໄປບ່ອນໃດບ່ອນຫນຶ່ງ. ເຂົາເຈົ້າຈະຖືກດຶງດູດເອົາພື້ນຜິວ,” Parish ເວົ້າ. "ນັ້ນ, ພວກເຮົາເຊື່ອວ່າ, ແມ່ນກົນໄກທີ່ nanofuzz ​​ສ້າງຂື້ນ."

ນັກວິທະຍາສາດຄອມພິວເຕີດໍາເນີນການຈໍາລອງໃນ supercomputers ເພື່ອສຶກສາອຸປະກອນໃນລະດັບປະລໍາມະນູຂອງເຂົາເຈົ້າ, ຫຼືຂະຫນາດ nanometer ແລະຂະຫນາດ nanosecond ທີ່ໃຊ້ເວລາ. ວິສະວະກອນຄົ້ນຫາວິທີການທີ່ວັດສະດຸ embrittle, crack, ແລະຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນປະຕິບັດຕົວຫຼັງຈາກການສໍາຜັດກັບ plasma ດົນນານ, ໃນ centimeter ຄວາມຍາວແລະເວລາຊົ່ວໂມງ. Parish ກ່າວວ່າ "ແຕ່ມີວິທະຍາສາດຫນ້ອຍຢູ່ລະຫວ່າງ," ເຊິ່ງການທົດລອງໄດ້ຕື່ມຂໍ້ມູນໃສ່ຊ່ອງຫວ່າງຄວາມຮູ້ນີ້ເພື່ອສຶກສາອາການທໍາອິດຂອງການເຊື່ອມໂຊມຂອງວັດສະດຸແລະໄລຍະຕົ້ນຂອງການຂະຫຍາຍຕົວ nanotendril.

ດັ່ງນັ້ນ fuzz ດີຫຼືບໍ່ດີ? "Fuzz ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະມີທັງຄວາມເສຍຫາຍແລະຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນປະໂຫຍດ, ແຕ່ຈົນກ່ວາພວກເຮົາຮູ້ກ່ຽວກັບມັນຫຼາຍຂຶ້ນ, ພວກເຮົາບໍ່ສາມາດວິສະວະກອນວັດສະດຸເພື່ອພະຍາຍາມລົບລ້າງສິ່ງທີ່ບໍ່ດີໃນຂະນະທີ່ເນັ້ນໃສ່ສິ່ງທີ່ດີ," Parish ເວົ້າ. ໃນດ້ານບວກ, tungsten fuzzy ອາດຈະຮັບການໂຫຼດຄວາມຮ້ອນທີ່ຈະແຕກ tungsten ຫຼາຍ, ແລະການເຊາະເຈື່ອນແມ່ນ 10 ເທົ່າໃນ fuzzy ກ່ວາ tungsten ຫຼາຍ. ໃນດ້ານລົບ, nanotendrils ສາມາດແຕກອອກ, ປະກອບເປັນຝຸ່ນທີ່ສາມາດເຢັນ plasma. ເປົ້າໝາຍຕໍ່ໄປຂອງນັກວິທະຍາສາດແມ່ນເພື່ອຮຽນຮູ້ວິທີການພັດທະນາຂອງວັດສະດຸ ແລະວິທີທີ່ງ່າຍໃນການແຍກ nanotendrils ອອກຈາກພື້ນຜິວ.

ຄູ່ຮ່ວມງານຂອງ ORNL ເຜີຍແຜ່ການທົດລອງກ້ອງຈຸລະທັດອີເລັກໂທຣນິກທີ່ສະແກນຫຼ້າສຸດທີ່ເຮັດໃຫ້ມີແສງພຶດຕິກຳ tungsten. ການສຶກສາຫນຶ່ງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ tendril ບໍ່ໄດ້ດໍາເນີນໄປໃນທິດທາງທີ່ຕ້ອງການ. ການສືບສວນອີກອັນຫນຶ່ງເປີດເຜີຍວ່າການຕອບສະຫນອງຂອງ plasma-facing tungsten ກັບ helium atom flux ພັດທະນາຈາກ nanofuzz ​​ເທົ່ານັ້ນ (ຢູ່ໃນ flux ຕ່ໍາ) ໄປຫາ nanofuzz ​​ບວກກັບຟອງ (ຢູ່ໃນ flux ສູງ).

ຫົວຂໍ້ຂອງເອກະສານປະຈຸບັນແມ່ນ "Morphologies ຂອງ tungsten nanotendrils ປູກພາຍໃຕ້ການໄດ້ຮັບ helium."