Ko te roto o nga reactors pūngao hanumi karihi a muri ake nei ka noho i roto i nga taiao tino kino rawa atu i mahia i runga i te whenua. He aha te kaha ki te tiaki i te roto o te reactor hanumi mai i nga rerenga wera i hangaia e te plasma ka rite ki nga waka mokowhiti ka kuhu ano ki te hau o te whenua?

I whakamahia e nga kairangahau ORNL te tungsten (kowhai) me te whakarangatira i te tungsten (karaka) ki te whai i te horo, te kawe me te whakahoki ano i te tungsten. Ko te Tungsten te huarahi matua ki te patu i roto o te taputapu whakakotahi.

Kei te mahi tahi a Zeke Unterberg me tana roopu i te Tari o te Energy's Oak Ridge National Laboratory i tenei wa me te kaitono matua: tungsten, nona te ira whakarewa teitei me te iti rawa o te pehanga kohu o nga konganuku katoa i runga i te teepu waa, me te tino kaha te kaha— nga taonga e pai ana ki te tango i nga mahi kino mo te wa roa. E aro ana ratou ki te mohio me pehea te mahi o te tungsten i roto i te reactor hanumi, he taputapu whakamahana i nga ngota marama ki te wera atu i te uho o te ra kia hono ai, ka tuku hiko. Ko te hau hauwai i roto i te reactor hanumi ka huri ki te hauwai hauwai—he ahua o te matū kei roto he hau katote wahanga—katahi ka herea ki roto i tetahi rohe iti e nga mara autō kaha, lasers ranei.

"Kaore koe e hiahia ki te whakauru i tetahi mea ki roto i to reactor e rua nga ra e roa ana," e kii ana a Unterberg, he kaiputaiao rangahau matua i te wahanga Fusion Energy Division o ORNL. "Kei te pirangi koe kia ranea to oranga. Ka makahia e matou te tungsten ki nga waahi e whakaaro ana matou ka nui te pupuhi plasma.

I te tau 2016, i timata a Unterberg me te roopu ki te whakahaere i nga whakamatautau i roto i te tokamak, he reactor fusion e whakamahi ana i nga papa-autō ki roto i te mowhiti plasma, i te DIII-D National Fusion Facility, he tari DOE o te Putaiao i San Diego. I hiahia ratou ki te mohio mehemea ka taea te whakamahi te tungsten ki te patu i te ruma korehau o te tokamak—ma te tiaki i a ia i te whakangaromanga tere na nga paanga o te plasma—kaore e tino whakakino i te plasma ake. Ko tenei poke, ki te kore e tino whakahaeretia, ka taea te whakakore i te tauhohenga whakakotahitanga.

"Kei te ngana matou ki te whakatau he aha nga waahi kei roto i te ruuma ka tino kino: kei hea te tungsten te kaha ki te whakaputa i nga poke ka taea te whakapoke i te plasma," ko ta Unterberg.

Ki te rapu i tera, i whakamahia e nga kairangahau tetahi momo whakarangatira o te tungsten, W-182, me te isotope kaore ano kia whakarereketia, ki te whai i te horo, te kawe me te whakahoki ano i te tungsten mai i roto i te kaitahuri. Ma te titiro ki te neke o te tungsten i roto i te whakahuri—he waahi kei roto i te ruma korehau i hangaia hei whakahuri i te plasma me nga poke—i tino marama ake te ahua o te pakaru mai i nga papa o roto o te tokamak me te taunekeneke ki te plasma. He rite tonu nga ahuatanga tinana me te matū o te tungsten isotope ki te tungsten auau. I whakamahia e nga whakamatautau i DIII-D etahi whakauru konganuku iti kua pania ki te wetewete whakarangatira kua whakanoho ki te taha, engari kaua ki te rohe rewharewha teitei rawa atu, he waahi kei roto i te waka e kiia ana ko te rohe whakangao tawhiti. I wehea, i te rohe whakahuri me nga rerenga teitei rawa atu, ko te waahi patu, ka whakamahia e nga kairangahau nga whakaurunga me te isotope kaore i whakarereketia. Ko te toenga o te ruuma DIII-D he mea whakakakahu ki te kauwhata.

Na tenei tatūnga ka taea e nga kairangahau te kohi tauira mo nga rangahau motuhake kua whakauruhia mo te wa poto ki roto i te ruuma mo te ine i te rere o te poke ki roto mai i te patu o te waka, ka taea e ratou te maarama ake mo te waahi o te tungsten i rere atu i te kaitahuri ki roto i te ruma. i puta mai.

"Ma te whakamahi i te isotope whakarangatira i homai he tapumati ahurei ki a matou," ko ta Unterberg te korero.

Koinei te whakamatautau tuatahi i mahia i roto i te taputapu whakakotahi. Ko tetahi whaainga ko te whakatau i nga rawa pai me te waahi mo enei rawa mo te whakakakahu i nga ruuma, me te pupuri i nga poke i puta mai i nga taunekeneke plasma-matea kei roto te nuinga ki te kaitahuri me te kore e whakakino i te plasma matua kua herea-aukume i whakamahia hei hanga hanumi.

Ko tetahi raruraru me te hoahoa me te mahi o nga kaitahuri ko te pokenga poke i roto i te plasma i puta mai i nga aratau-a-rohe, ELM ranei. Ko etahi o enei huihuinga tere, tino kaha, he rite ki te mura o te ra, ka pakaru, ka whakangaro ranei i nga waahanga waka penei i nga pereti whakahuri. Ko te auau o nga ELM, ko nga wa ia hekona ka puta enei huihuinga, he tohu mo te nui o te kaha ka tukuna mai i te plasma ki te pakitara. Ka taea e nga ELM teitei te tuku i te iti o te plasma mo ia pahūtanga, engari ki te iti ake nga ELM, he tiketike te plasma me te kaha i tukuna mo ia pahūtanga, he nui ake te tupono mo te kino. Ko nga rangahau o naianei kua titiro ki nga huarahi ki te whakahaere me te whakanui ake i te auau o nga ELM, penei i te werohanga pellet me etahi atu papa autō i te iti rawa te rahi.

I kitea e te roopu a Unterberg, i runga i ta ratou i tumanako ai, ko te noho tawhiti atu o te tungsten mai i te waahi patu-nui-nui ka piki ake te tupono o te poke i te wa e pa ana ki nga ELM iti-auau he nui ake te ihirangi hiko me te whakapiri mata ki ia huihuinga. I tua atu, i kitea e te roopu ko tenei rohe whakangao tawhiti he kaha ake te whakakino i te SOL ahakoa i te nuinga o te waa he iti ake te rere o te rerenga mai i te waahi patu. Ko enei hua ahua koretake kei te whakapumauhia e nga mahi whakatauira a te kaiwhakawhitiwhiti e pa ana ki tenei kaupapa me nga whakamatautau a meake nei mo DIII-D.

Ko tenei kaupapa he roopu tohunga mai i Amerika Te Tai Tokerau, tae atu ki nga hoa mahi mai i Princeton Plasma Physics Laboratory, Lawrence Livermore National Laboratory, Sandia National Laboratories, ORNL, General Atomics, Auburn University, Te Whare Wananga o California i San Diego, Te Whare Wananga o Toronto, te Whare Wananga o Tennessee-Knoxville, me te Whare Wananga o Wisconsin-Madison, na te mea i whakaratohia he taputapu nui mo te rangahau taunekeneke plasma-material. I tautoko te Tari Putaiao a DOE (Fusion Energy Sciences) mo te rangahau.

I whakaputaina e te roopu rangahau i runga ipurangi i te timatanga o tenei tau i roto i te hautakaWhakakotahitanga karihi.

Ka whai hua tonu te rangahau i te Joint European Torus, JET ranei, me ITER, kei te hanga inaianei i Cadarache, France, e rua enei e whakamahi ana i te patu tungsten mo te divertor.

"Engari kei te titiro matou ki nga mea kei tua atu i te ITER me te JET—kei te titiro matou ki nga reactors whakakotahitanga o te heke mai," ko ta Unterberg te korero. "Kei hea te mea pai ki te tuu i te tungsten, me te wahi e kore e waiho e koe te tungsten? Ko ta matou tino whainga ko te whakakakahu i a matou reactors fusion, ina tae mai, ma te mohio."

I kii a Unterberg ko te Roopu Isotopes Stable ahurei a ORNL, nana i whakawhanake me te whakamatautau i te paninga isotope whakarangatira i mua i te whakatakoto ki tetahi ahua whaihua mo te whakamatautau, i taea ai te rangahau. Kare pea taua isotope e waatea ki hea engari mai i te National Isotope Development Center i ORNL, e pupuri ana i nga taonga mo nga huānga katoa kua wehea, ka kii ia.

"He tohungatanga ahurei a ORNL me nga hiahia motuhake mo tenei momo rangahau," ko ta Unterberg. "He roa to matou tuku iho ki te whakawhanake i nga momo momo momo rangahau i roto i nga momo tono huri noa i te ao."

I tua atu, ka whakahaerehia e ORNL US ITER.

Whai muri, ka tirohia e te roopu me pehea te pa o te tungsten ki roto i nga momo rereke rereke te pa ki te poke o te matua. Ka taea e nga ahuatanga rereke rereke te whakaiti i nga paanga o nga taunekeneke-matea-a-ira ki te plasma matua, na ratou i kii. Ma te mohio ki te ahua pai rawa atu mo te kaihuri—he waahanga e tika ana mo te taputapu plasma-aukati—ka tata atu nga kaiputaiao ki tetahi reactor plasma whaihua.

"Ki te kii tatou, he hapori, kei te pirangi tatou kia puta te kaha karihi, a ka hiahia tatou ki te neke ki te waahanga e whai ake nei," ko ta Unterberg te korero, "ko te whakakotahitanga ko te kaitapa tapu."