د راتلونکي اټومي فیوژن انرژي ریکټورونو دننه به د ځمکې ترټولو سخت چاپیریال کې تولید شي. کوم شی دومره پیاوړی دی چې د فیوژن ریکټور دننه د پلازما تولید شوي تودوخې فلکسونو څخه د ځمکې اتموسفیر ته د بیا ننوتلو فضایی بیړیو ته ورته وي؟

د ORNL څیړونکو د تونګسټن د تخریب، ټرانسپورټ او بیا ځای پرځای کولو لپاره طبیعي ټنګسټن (زیړ) او بډایه تونګسټن (نارنج) کارولي. ټنګسټن د فیوژن وسیلې دننه د زغره کولو لپاره مخکښ انتخاب دی.

زیکی انټربرګ او د هغه ټیم د انرژۍ په څانګه کې د اوک ریج ملي لابراتوار کې اوس مهال د مخکښ نوماند سره کار کوي: ټنګسټن، چې په دوراني جدول کې د ټولو فلزاتو ترټولو لوړ خټکي نقطه او د بخار ټیټ فشار لري، او همدارنګه خورا لوړ تناسلي ځواک. هغه ملکیتونه چې دا د اوږدې مودې لپاره د ناوړه ګټه اخیستنې لپاره مناسب دي. دوی په دې پوهیدلو تمرکز کوي چې ټنګسټن به څنګه د فیوژن ریکټور دننه کار وکړي، داسې وسیله چې د لمر د کور په پرتله د تودوخې تودوخې ته رڼا اتومونه ګرموي ترڅو دوی فیوز او انرژي خوشې کړي. په فیوژن ریکټور کې د هایدروجن ګاز په هایدروجن پلازما بدلیږي - د مادې حالت چې په جزوي ډول ionized ګاز لري - چې بیا د قوي مقناطیسي ساحې یا لیزرونو په واسطه په کوچنۍ سیمه کې محدودیږي.

"تاسو نه غواړئ په خپل ریکټور کې یو څه واچوئ چې یوازې څو ورځې دوام کوي ،" انټربرګ وویل ، د ORNL د فیوژن انرژي څانګې یو لوړ پوړی څیړونکی ساینس پوه. "تاسو غواړئ کافي ژوند ولرئ. موږ ټنګسټن په هغو سیمو کې واچوو چیرې چې موږ اټکل کوو چې په لوړه کچه پلازما بمباري به وي.

په 2016 کې، انټربرګ او ټیم په توکاماک کې تجربې ترسره کول پیل کړل، یو فیوژن ریکټور چې مقناطیسي ساحې کاروي ترڅو د پلازما حلقه ولري، د DIII-D ملي فیوژن اسانتیا کې، په سان ډیاګو کې د ساینس د کارونکي دفتر DOE دفتر کې. دوی غوښتل پوه شي چې ایا ټنګسټن د توکاماک د خلا چیمبر د زغره کولو لپاره کارول کیدی شي - دا د پلازما اغیزو له امله رامینځته شوي ګړندي ویجاړیدو څخه ساتي - پرته لدې چې پخپله پلازما په پراخه کچه ککړ کړي. دا ککړتیا، که په کافي اندازه اداره نشي، کولی شي په پای کې د فیوژن غبرګون له منځه یوسي.

انټربرګ وویل: "موږ هڅه کوله چې معلومه کړو چې په چیمبر کې کومې سیمې به په ځانګړې توګه خرابې وي: چیرې چې ټنګسټن ډیر احتمال درلود چې ناپاکۍ رامینځته کړي چې کولی شي پلازما ککړ کړي." انټربرګ وویل.

د دې موندلو لپاره، څیړونکو د ټنګسټن یو بډای شوی آاسوټوپ، W-182، د نه بدلیدونکي آاسوټوپ سره یوځای کارولی ترڅو د ډیورټر دننه د تونګسټن تخریب، لیږد او بیا ځای پرځای کړي. د ډایورټر دننه د ټنګسټن حرکت ته په کتلو سره - د ویکیوم چیمبر دننه یوه ساحه چې د پلازما او ناپاکۍ اړولو لپاره ډیزاین شوې - دوی ته یو روښانه انځور ورکړ چې دا څنګه د توکامک دننه سطحو څخه تخریب کیږي او د پلازما سره تعامل کوي. غني شوي ټنګسټن آاسوټوپ د عادي ټنګسټن په څیر ورته فزیکي او کیمیاوي ملکیتونه لري. په DIII-D کې تجربو کې کوچني فلزي داخلونه کارول شوي چې د بډایه شوي آاسوټوپ سره پوښل شوي چې د تودوخې لوړ جریان زون ته نږدې ځای په ځای شوي ، مګر نه ، په کښتۍ کې یوه ساحه چې په ځانګړي ډول د ډیورټر لرې هدف سیمه بلل کیږي. په جلا توګه، په یوه ډیورټر سیمه کې چې د لوړ فلکسونو سره، د اعتصاب نقطه، څیړونکو د نه بدلیدونکي آاسوټوپ سره داخلونه کارولي. د DIII-D چیمبر پاتې برخه د ګرافیت سره زغره ده.

دې ترتیب څیړونکو ته اجازه ورکړه چې د ځانګړي تحقیقاتو نمونې راټولې کړي چې په لنډمهاله توګه په چیمبر کې داخل شوي د ناپاکۍ جریان اندازه کولو لپاره د رګونو زغره ته داخل شوي ، کوم چې دوی کولی شي ډیر دقیق نظر ورکړي چې ټونګسټن چیرې چې له ډیورټر څخه خونې ته راوتلی و. رامنځ ته شوی

انټربرګ وویل: "د بډایه شوي آاسوټوپ کارولو موږ ته د ګوتو ځانګړي نښه راکړه."

دا لومړۍ داسې تجربه وه چې په فیوژن وسیله ترسره شوه. یو هدف دا و چې د چیمبر زغره کولو لپاره د دې موادو لپاره غوره توکي او موقعیت وټاکي، پداسې حال کې چې د پلازما - موادو تعاملاتو له امله رامینځته شوي ناپاکۍ ساتل چې په لویه کچه ډیورټر کې شامل دي او د فیوژن تولید لپاره کارول شوي مقناطیس محدود کور پلازما ککړ نه کړي.

د ډیورټرونو د ډیزاین او عملیاتو سره یوه پیچلتیا په پلازما کې د ناپاکۍ ککړتیا ده چې د څنډې ځایی شوي حالتونو یا ELMs له امله رامینځته کیږي. د دې ګړندۍ ، د لوړې انرژي پیښې ځینې د لمریزې وړانګو سره ورته دي ، کولی شي د رګونو اجزاو لکه ډیورټر پلیټونه زیانمن کړي یا ویجاړ کړي. د ELMs فریکوینسي، په هر ثانیه کې دا پیښې واقع کیږي، د پلازما څخه دیوال ته د خوشې شوي انرژي مقدار شاخص دی. د لوړې فریکونسۍ ELMs کولی شي په هره چاودنه کې لږ مقدار پلازما خوشې کړي، مګر که چیرې ELMs لږ وي، په هر ایرپشن کې خوشې شوي پلازما او انرژي لوړه وي، د زیان لپاره ډیر احتمال لري. وروستي څیړنې د ELMs فریکوینسي کنټرول او زیاتولو لارو ته کتنه کړې ، لکه د ګولی انجیکشن یا اضافي مقناطیسي ساحې په خورا کوچنیو اندازو کې.

د انټربرګ ټیم وموندله، لکه څنګه چې دوی تمه درلوده، د ټنګسټن د لوړ فلوکس سټراټیټ پوائنټ څخه لرې د ککړتیا احتمال ډیر کړي کله چې د ټیټ فریکونسۍ ELMs سره مخ شي چې د هرې پیښې سره د انرژي مینځپانګې او سطحي تماس لري. برسیره پردې، ټیم وموندله چې دا ډیورټر لیرې هدف سیمه د SOL ککړتیا لپاره خورا زیانمنه وه که څه هم دا عموما د اعتصاب نقطه په پرتله ټیټ فلکسونه لري. دا په ښکاره ډول ضدي پایلې د دې پروژې په تړاو د ډیورټر ماډلینګ روانو هڅو او په DIII-D کې راتلونکي تجربو لخوا تایید شوي.

پدې پروژه کې د شمالي امریکا څخه د متخصصینو یوه ډله شامله وه، پشمول د پرنسټن پلازما فزیک لابراتوار، لارنس لیورمور ملي لابراتوار، د سانډیا ملي لابراتوارونو، ORNL، عمومي اټومي، اوبرن پوهنتون، د کالیفورنیا پوهنتون په سان ډیاګو کې، د ټورنټو پوهنتون، د ټینیسي پوهنتون - ناکس ویل، او د ویسکونسن - میډیسن پوهنتون، ځکه چې دا یو مهم وسیله چمتو کړې د پلازما - موادو متقابل تحقیق لپاره. د DOE د ساینس دفتر (د فیوژن انرژی ساینس) د مطالعې لپاره مالتړ چمتو کړ.

ټیم د دې کال په پیل کې آنلاین څیړنه په ژورنال کې خپره کړهاټومي فیوژن.

څیړنه کولی شي په سمدستي توګه د مشترکه اروپا توروس، یا JET، او ITER څخه ګټه پورته کړي، چې اوس د فرانسې په کادراچ کې تر کار لاندې دي، چې دواړه د ډیورټر لپاره ټنګسټن زغره کاروي.

"مګر موږ د ITER او JET څخه هاخوا شیانو ته ګورو - موږ د راتلونکي فیوژن ریکټورونو ته ګورو ،" انټربرګ وویل. "د ټنګسټن ایښودل چیرته غوره دي، او چیرته باید ټنګسټن ونه ایښودل شي؟ زموږ وروستۍ موخه دا ده چې زموږ د فیوژن ریکټورونو زغره واله کړو، کله چې دوی راشي، په هوښیار ډول.

انټربرګ وویل چې د ORNL بې ساري اسوټوپیس ګروپ چې د بډایه آاسوټوپ کوټینګ یې رامینځته کړی او ازموینه یې کړې مخکې لدې چې دا د تجربې لپاره ګټوره بڼه کې واچوي ، څیړنه یې ممکنه کړې. هغه وویل، دا آاسوټوپ به په هر ځای کې شتون نه درلود مګر په ORNL کې د ملي آاسوټوپ پرمختیا مرکز څخه، کوم چې د نږدې هر عنصر ذخیرې په آاسوټوپیک ډول جلا کوي، هغه وویل.

"ORNL د دې ډول څیړنې لپاره ځانګړي تخصص او ځانګړي غوښتنې لري ،" انټربرګ وویل. "موږ د آیسوټوپونو رامینځته کولو او د نړۍ په بیلابیلو غوښتنلیکونو کې د هر ډول څیړنو لپاره د کارولو اوږد میراث لرو."

سربیره پردې، ORNL د متحده ایالاتو ITER اداره کوي.

بیا، ټیم به وګوري چې څنګه په مختلفو شکلونو کې د ټنګسټن ایښودل ممکن د اصلي ککړتیا اغیزه وکړي. مختلف ډیورټر جیومیټریز کولی شي په اصلي پلازما باندې د پلازما - موادو متقابل عمل اغیزې کمې کړي ، دوی تیوري کړې. د ډیورټر لپاره د غوره شکل پوهیدل - د مقناطیسي محدود پلازما وسیلې لپاره اړین جز - به ساینس پوهان یو ګام د عملي پلازما ریکټور ته نږدې کړي.

"که موږ د یوې ټولنې په توګه ووایو چې موږ غواړو اټومي انرژي پیښ شي، او موږ غواړو چې بل پړاو ته لاړ شو،" انټربرګ وویل، "فیوژن به مقدس قبر وي."