အနာဂတ်နျူကလီးယားပေါင်းစပ်စွမ်းအင်ဓာတ်ပေါင်းဖိုများ၏အတွင်းပိုင်းသည် ကမ္ဘာပေါ်ရှိ အဆိုးရွားဆုံးသောပတ်ဝန်းကျင်များထဲမှ ဖြစ်လာမည်ဖြစ်သည်။ ပလာစမာမှထုတ်လုပ်သော အပူအငွေ့များ ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖို၏အတွင်းပိုင်းကို ကာကွယ်ရန် လုံလောက်သော အားကောင်းသည့်အရာက ကမ္ဘာမြေပြင်သို့ ပြန်လည်ဝင်ရောက်လာသော အာကာသယာဉ်များကဲ့သို့ပင်။

ORNL သုတေသီများသည် တိုက်စားမှု၊ သယ်ယူမှုနှင့် အဖြိုက်နက်များ ပြန်လည်နေရာယူမှုတို့ကို ခြေရာခံရန် သဘာဝ တန်စတင် (အဝါရောင်) နှင့် ကြွယ်ဝသော တန်စတင် (လိမ္မော်ရောင်) ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ Tungsten သည် ပေါင်းစပ်ကိရိယာတစ်ခု၏အတွင်းပိုင်းကို သံချပ်ကာပြုလုပ်ရန် ဦးဆောင်ရွေးချယ်မှုဖြစ်သည်။

Zeke Unterberg နှင့် ၎င်း၏အဖွဲ့သည် စွမ်းအင်ဌာန Oak Ridge အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းမှ ထိပ်တန်းကိုယ်စားလှယ်လောင်းအဖြစ် လောလောဆယ်တွင် ထိပ်တန်းကိုယ်စားလှယ်လောင်းအဖြစ် လုပ်ဆောင်နေပါသည်- အိုင်းစတင်ဇယားရှိ သတ္တုအားလုံး၏ အမြင့်ဆုံး အရည်ပျော်မှတ်နှင့် အနိမ့်ဆုံးအငွေ့ဖိအားရှိသော အဖြိုက်စတင်၊ အချိန်ကြာမြင့်စွာ အလွဲသုံးစားလုပ်ရန် သင့်လျော်စေသော ဂုဏ်သတ္တိများ။ ၎င်းတို့သည် အလင်းအက်တမ်များကို နေ၏အူတိုင်ထက် ပိုပူသော အပူချိန်သို့ အပူပေးသည့် ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုအတွင်းတွင် tungsten မည်ကဲ့သို့ အလုပ်လုပ်မည်ကို နားလည်ရန် အာရုံစိုက်ထားသောကြောင့် ၎င်းတို့သည် ပေါင်းစပ်ကာ စွမ်းအင်ထုတ်လွှတ်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။ ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုရှိ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဓာတ်ငွေ့ကို ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပလာစမာ—တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းအိုင်းယွန်းဓာတ်ငွေ့များပါ၀င်သည့် အရာအခြေအနေ—ထို့နောက် ပြင်းထန်သောသံလိုက်စက်ကွင်းများ သို့မဟုတ် လေဆာရောင်ခြည်များဖြင့် သေးငယ်သောဒေသတစ်ခုတွင် ချုပ်နှောင်ထားသည်။

ORNL ၏ Fusion Energy ဌာနခွဲမှ အကြီးတန်း သုတေသန သိပ္ပံပညာရှင် Unterberg က "ရက်အနည်းငယ်သာ ကြာတဲ့ မင်းရဲ့ ဓာတ်ပေါင်းဖိုမှာ တစ်ခုခု မထည့်ချင်ဘူး။ “မင်း လုံလောက်တဲ့ တစ်သက်တာ လိုချင်တယ်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် အလွန်မြင့်မားသော ပလာစမာဗုံးကြဲချမှုကို မျှော်မှန်းထားသည့်နေရာများတွင် အဖြိုက်နက်များကို ချထားပါသည်။

2016 ခုနှစ်တွင်၊ Unterberg နှင့်အဖွဲ့သည် San Diego ရှိ DOE Office of Science user facility ဖြစ်သော DIII-D National Fusion Facility တွင် ပလာစမာကွင်းတစ်ခုပါရှိသော သံလိုက်စက်ကွင်းများကို အသုံးပြုသည့် ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုဖြစ်သည့် tokamak တွင် စမ်းသပ်မှုများ စတင်လုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ ပလာစမာ၏အကျိုးသက်ရောက်မှုများကြောင့်—ပလာစမာကိုယ်တိုင်မညစ်ညမ်းစေဘဲ တိုကာမတ်၏လေဟာနယ်ခန်း—အလျင်အမြန်ပျက်စီးခြင်းမှကာကွယ်ပေးသည့် တန်စတင်ကို သံချပ်ကာရန်အသုံးပြုနိုင်မလား။ ဤညစ်ညမ်းမှုကို လုံလောက်စွာ မစီမံပါက ပေါင်းစပ်တုံ့ပြန်မှုကို အဆုံးစွန်ထိ ငြိမ်းသတ်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။

"အခန်းထဲရှိ မည်သည့်နေရာများသည် အထူးဆိုးရွားမည်ကို ဆုံးဖြတ်ရန် ကျွန်ုပ်တို့ ကြိုးစားနေပါသည်- အဖြိုက်နက်သည် ပလာစမာကို ညစ်ညမ်းစေနိုင်သော အညစ်အကြေးများ အများဆုံးထုတ်ပေးနိုင်သည့် နေရာဖြစ်သည်" ဟု Unterberg က ပြောကြားခဲ့သည်။

၎င်းကိုရှာဖွေတွေ့ရှိရန် သုတေသီများသည် တိုက်စားခြင်း၊ သယ်ယူခြင်းနှင့် လမ်းကြောင်းလွှဲခြင်းအတွင်းမှ tungsten ၏ ပြန်လည်နေရာချထားမှုကို ခြေရာခံရန် W-182 နှင့် မွမ်းမံထားသော အိုင်ဆိုတုပ်နှင့်အတူ ကြွယ်ဝသော tungsten အိုင်ဆိုတုပ်ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ပလာစမာနှင့် အညစ်အကြေးများကို လမ်းကြောင်းပြောင်းရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည့် လေဟာနယ်ခန်းအတွင်းမှ အဖြိုက်တင်း၏ရွေ့လျားမှုကိုကြည့်ပါက- tokamak အတွင်းရှိ မျက်နှာပြင်များမှ တိုက်စားပြီး ပလာစမာနှင့် တုံ့ပြန်ပုံတို့ကို ပိုမိုရှင်းလင်းစေသည်။ ကြွယ်ဝသော တန်စတင်အိုင်ဆိုတုပ်သည် ပုံမှန်အဖြိုက်စတင်ကဲ့သို့ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများ တူညီသည်။ DIII-D တွင် စမ်းသပ်မှုများတွင် ကြွယ်ဝသော အိုင်ဆိုတုပ်ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသော သေးငယ်သော သတ္တုထည့်သွင်းမှုများကို အသုံးပြုထားသော်လည်း သင်္ဘောအတွင်းရှိ အမြင့်ဆုံး အပူစီးဆင်းမှုဇုန်၊ ဧရိယာသည် divertor far-target region ဟု ခေါ်တွင်သည်။ သီးခြားအားဖြင့်၊ အမြင့်ဆုံး fluxes ဖြစ်သော၊ ရိုက်ခတ်သည့်နေရာ၊ သုတေသီများသည် ပြုပြင်မွမ်းမံထားသော အိုင်ဆိုတုပ်နှင့်အတူ ထည့်သွင်းမှုများကို သုတေသီများက အသုံးပြုခဲ့သည်။ DIII-D အခန်း၏ အကြွင်းအကျန်များကို ဂရပ်ဖိုက်ဖြင့် ကာရံထားသည်။

ဤတပ်ဆင်မှုတွင် သုတေသီများသည် သင်္ဘောအင်္ကျံဆီမှ အညစ်အကြေးများ စီးဆင်းမှုကို တိုင်းတာရန်အတွက် အခန်းအတွင်း၌ ယာယီထည့်သွင်းထားသော အထူး probes နမူနာများကို စုဆောင်းနိုင်စေကာ ၎င်းတို့အား အခန်းထဲသို့ divertor မှ ထွက်သွားသည့် tungsten သည် မည်သည့်နေရာတွင် ရှိနေသည်ကို ပိုမိုတိကျသော စိတ်ကူးကို ပေးနိုင်သည် မူရင်း။

ကြွယ်ဝသော အိုင်ဆိုတုပ်ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့အား ထူးခြားသော လက်ဗွေရာကို ရရှိစေသည်” ဟု Unterberg က ပြောကြားခဲ့သည်။

၎င်းသည် ပေါင်းစပ်ကိရိယာတစ်ခုတွင် ပထမဆုံးစမ်းသပ်မှုဖြစ်သည်။ ပန်းတိုင်တစ်ခုသည် အခန်းချပ်ဝတ်တန်ဆာအတွက် အကောင်းဆုံးပစ္စည်းများနှင့် တည်နေရာကို ဆုံးဖြတ်ရန်ဖြစ်ပြီး ပေါင်းစပ်ထုတ်လုပ်ရန်အသုံးပြုသည့် သံလိုက်-ကွန်ကရစ် ပလာစမာကို မညစ်ညမ်းစေဘဲ ပလာစမာ-ပစ္စည်း အပြန်အလှန်သက်ရောက်မှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အညစ်အကြေးများကို သိမ်းဆည်းထားရန်ဖြစ်သည်။

divertors များ၏ ဒီဇိုင်းနှင့် လည်ပတ်မှုဆိုင်ရာ ရှုပ်ထွေးမှုတစ်ခုမှာ edge-localized modes သို့မဟုတ် ELMs များကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ပလာစမာတွင် အညစ်အကြေးများ ညစ်ညမ်းခြင်း ဖြစ်သည်။ ဆိုလာမီးတောက်များကဲ့သို့ လျင်မြန်ပြီး စွမ်းအင်မြင့်သည့် ဖြစ်ရပ်အချို့သည် လမ်းကြောင်းပြောင်းပြားများကဲ့သို့သော သင်္ဘောအစိတ်အပိုင်းများကို ပျက်စီး သို့မဟုတ် ဖျက်ဆီးနိုင်သည်။ ELM များ၏ ကြိမ်နှုန်း၊ ဤဖြစ်ရပ်များ တစ်စက္ကန့်လျှင် အကြိမ်များ သည် ပလာစမာမှ နံရံသို့ ထုတ်လွှတ်သော စွမ်းအင်ပမာဏ၏ ညွှန်ပြချက်တစ်ခု ဖြစ်သည်။ ကြိမ်နှုန်းမြင့်သော ELM များသည် မီးတောင်ပေါက်ကွဲလျှင် ပလာစမာ ပမာဏ နည်းနိုင်သည်၊ သို့သော် ELM များသည် မကြာခဏ နည်းပါးပါက၊ မီးတောင်ပေါက်ကွဲလျှင် ထုတ်လွှတ်သော ပလာစမာနှင့် စွမ်းအင်သည် မြင့်မားပြီး ပျက်စီးရန် ဖြစ်နိုင်ခြေ ပိုများသည်။ မကြာသေးမီက သုတေသနပြုချက်သည် ELM များ၏ ကြိမ်နှုန်းကို ထိန်းချုပ်ရန်နှင့် တိုးမြှင့်ရန် နည်းလမ်းများဖြစ်သည့် pellet ဆေးထိုးခြင်း သို့မဟုတ် ထပ်တိုးသံလိုက်စက်ကွင်းများကို အလွန်သေးငယ်သော ပမာဏတွင် ရှာဖွေခဲ့သည်။

Unterberg ၏အဖွဲ့သည် ၎င်းတို့မျှော်လင့်ထားသည့်အတိုင်း၊ high-flux strike-point မှ tungsten သည် ကြိမ်နှုန်းနိမ့် ELMs များနှင့် ထိတွေ့သောအခါတွင် tungsten သည် မြင့်မားသောစွမ်းအင်ပါဝင်မှုနှင့် မျက်နှာပြင်ထိတွေ့မှုရှိသော ကြိမ်နှုန်းနိမ့် ELMs များနှင့် ထိတွေ့သောအခါတွင် ညစ်ညမ်းမှုဖြစ်နိုင်ခြေကို တိုးမြင့်လာစေပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ဤရွေ့ပြောင်းပစ်မှတ်သည် SOL သည် ယေဘူယျအားဖြင့် ရိုက်မှတ်ထက် fluxes ပိုနည်းသော်လည်း၊ ဤ divertor သည် ဝေးလံသောဒေသမှ SOL ကို ညစ်ညမ်းစေရန် ပို၍ ဖြစ်နိုင်ချေရှိကြောင်း အဖွဲ့မှ တွေ့ရှိခဲ့သည်။ ဤပရောဂျက်နှင့် DIII-D တွင် အနာဂတ်စမ်းသပ်မှုများနှင့် ဆက်နွှယ်နေသည့် လမ်းကြောင်းပြောင်းပုံစံထုတ်ခြင်းဆိုင်ရာ ကြိုးပမ်းအားထုတ်မှုများဖြင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်ပုံရသော ရလဒ်များကို အတည်ပြုထားသည်။

ဤပရောဂျက်တွင် Princeton Plasma Physics Laboratory၊ Lawrence Livermore National Laboratory၊ Sandia National Laboratories၊ ORNL၊ General Atomics၊ Auburn University၊ California တက္ကသိုလ်၊ San Diego ရှိ ကယ်လီဖိုးနီးယားတက္ကသိုလ်၊ Toronto တက္ကသိုလ်၊ Tennessee-Knoxville နှင့် University of Wisconsin-Madison တို့သည် ပလာစမာ-ပစ္စည်း အပြန်အလှန် သုတေသနပြုမှုအတွက် သိသာထင်ရှားသော ကိရိယာတစ်ခု ပံ့ပိုးပေးသောကြောင့် ဖြစ်သည်။ DOE ၏ သိပ္ပံရုံး (Fusion Energy Sciences) သည် လေ့လာမှုအတွက် ပံ့ပိုးပေးထားသည်။

အဆိုပါအဖွဲ့သည် ယခုနှစ်အစောပိုင်းတွင် အွန်လိုင်းဂျာနယ်တွင် သုတေသနပြုထုတ်ဝေခဲ့သည်။နူကလီးယား ပေါင်းစပ်မှု.

အဆိုပါ သုတေသနသည် ပြင်သစ်နိုင်ငံ၊ Cadarache တွင် တည်ဆောက်ဆဲဖြစ်သော Joint European Torus (သို့) JET နှင့် ITER တို့ကို ချက်ချင်း အကျိုးပြုနိုင်မည်ဖြစ်ပြီး အဆိုပါ နှစ်ခုစလုံးသည် ရေလွှဲပစ်ရန်အတွက် တန်စတင်ချပ်ဝတ်တန်ဆာကို အသုံးပြုထားသည်။

"ဒါပေမယ့် ကျွန်တော်တို့က ITER နဲ့ JET အပြင်က အရာတွေကို ကြည့်နေပါတယ်၊ အနာဂတ်ရဲ့ ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေကို ကြည့်နေပါတယ်" ဟု Unterberg က ပြောကြားခဲ့သည်။ "အဖြိုက်နက်ကို ဘယ်မှာထားရင် အကောင်းဆုံးလဲ၊ ဘယ်မှာ အဖြိုက်နက်မထည့်သင့်လဲ။ ကျွန်တော်တို့ရဲ့ အန္တိမရည်မှန်းချက်ကတော့ ပေါင်းစပ်ဓာတ်ပေါင်းဖိုတွေရောက်လာတဲ့အခါ စမတ်ကျကျနဲ့ ချပ်ဝတ်တန်ဆာဆင်ဖို့ပါပဲ။”

Unterberg က ORNL ၏ တမူထူးခြားသော Stable Isotopes Group သည် စမ်းသပ်မှုအတွက် အသုံးဝင်သော ပုံစံတစ်ခုအဖြစ် မထည့်မီ ကြွယ်ဝသော အိုင်ဆိုတုပ်အပေါ်ယံပိုင်းကို တီထွင်စမ်းသပ်ပြီး သုတေသနကို ဖြစ်နိုင်ချေရှိစေသည်ဟု ပြောကြားခဲ့သည်။ ထိုအိုင်ဆိုတုပ်သည် မည်သည့်နေရာတွင်မှ ရနိုင်မည်မဟုတ်ကြောင်း ORNL ရှိ National Isotope Development Center မှ အိုင်ဆိုတုပ်ဖြင့် ခွဲထုတ်ထားသော ဒြပ်စင်တိုင်းနီးပါးကို ထိန်းသိမ်းထားသည်ဟု ၎င်းက ဆိုသည်။

"ORNL တွင်ထူးခြားသောကျွမ်းကျင်မှုနှင့်ဤသုတေသနအမျိုးအစားအတွက်အထူးဆန္ဒများရှိသည်" ဟု Unterberg ကဆိုသည်။ "ကျွန်ုပ်တို့သည် ကမ္ဘာတစ်ဝှမ်းရှိ မတူညီသော application များတွင် သုတေသန အမျိုးမျိုးတွင် အိုင်ဆိုတုပ်များကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ရာတွင် အသုံးပြုခြင်း၏ ရှည်လျားသော အမွေအနှစ်များရှိပါသည်။"

ထို့အပြင် ORNL သည် US ITER ကို စီမံခန့်ခွဲသည်။

ထို့နောက်၊ အဖွဲ့သည် မတူညီသောပုံသဏ္ဍာန်ရှိသော လမ်းကြောင်းများထဲသို့ အဖြိုက်နက်ထည့်ခြင်းသည် အူတိုင်၏ညစ်ညမ်းမှုကို မည်သို့အကျိုးသက်ရောက်နိုင်သည်ကို လေ့လာမည်ဖြစ်သည်။ မတူညီသော divertor geometries များသည် core plasma ပေါ်ရှိ ပလာစမာ-ပစ္စည်း အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုကို လျှော့ချနိုင်သည်၊ ၎င်းတို့သည် သီအိုရီအရဖြစ်သည်။ သံလိုက်ဓာတ်ပါသော ပလာစမာ ကိရိယာအတွက် လိုအပ်သော အစိတ်အပိုင်းဖြစ်သော လမ်းကြောင်းပြောင်းစက်အတွက် အကောင်းဆုံးပုံသဏ္ဍာန်ကို သိရှိခြင်းက သိပ္ပံပညာရှင်များအား အသုံးပြုနိုင်မည့် ပလာစမာဓာတ်ပေါင်းဖိုသို့ ခြေတစ်လှမ်းပိုနီးကပ်စေမည်ဖြစ်သည်။

အကယ်၍ ကျွန်ုပ်တို့သည် လူ့အဖွဲ့အစည်းတစ်ရပ်အနေဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့သည် နျူကလီးယားစွမ်းအင်ကို ဖြစ်ပေါ်စေလိုသည်ဟု ဆိုကာ ကျွန်ုပ်တို့သည် နောက်တစ်ဆင့်သို့ ကူးပြောင်းလိုပါသည်၊၊ ပေါင်းစပ်မှုသည် သန့်ရှင်းသော မျက်နှာပြင်ဖြစ်လိမ့်မည်ဟု Unterberg က ပြောကြားခဲ့သည်။