fusion reactor ha e le hantle ke botlolo ea makenete e nang le lits'ebetso tse ts'oanang tse etsahalang letsatsing. Lifuso tsa Deuterium le tritium lia kopana ho etsa mouoane oa li-ion tsa helium, li-neutron le mocheso. Ha khase ena e chesang, e nang le ionized—eo ho thoeng ke plasma—e cha, mocheso oo o fetisetsoa metsing ho etsa mouoane ho fetola mechine e fehlang motlakase. Plasma e chesang haholo e baka tšoso e sa khaotseng leboteng la reactor le divertor (e tlosang litšila ho tloha mochine o sebetsang ho boloka plasma e chesa hoo e ka tukang).

"Re ntse re leka ho fumana hore na mokhoa oa motheo oa thepa e shebaneng le plasma ke ofe ka sepheo sa ho utloisisa hamolemo mekhoa ea ho senyeha e le hore re ka khona ho etsa lisebelisoa tse matla, tse ncha," ho boletse rasaense oa thepa Chad Parish ea Lefapha la Matla a Oak Ridge National Laboratory. Ke sengoli se seholo sa boithuto ho jenaleLitlaleho tsa Mahlalee ileng ea hlahloba ho senyeha ha tungsten tlas'a maemo a amanang le reactor.

Hobane tungsten e na le sebaka se phahameng ka ho fetisisa sa ho qhibiliha ho feta litšepe tsohle, ke khetho ea lisebelisoa tse shebaneng le plasma. Leha ho le joalo, ka lebaka la ho fokola ha eona, setsi sa motlakase sa khoebo se ka 'na sa etsoa ka motsoako oa tungsten kapa motsoako. Ho sa tsotellehe hore na, ho ithuta ka hore na ho phatloha ha athomo e matla ho ama tungsten ka microscopically ho thusa baenjiniere ho ntlafatsa thepa ea nyutlelie.

"Ka har'a setsi sa motlakase sa fusion ho na le lienjiniere tse sehlōhō ka ho fetisisa tsa tikoloho tse kileng tsa kōptjoa ho rala lisebelisoa," Parish e boletse. E mpe ho feta bokahare ba enjene ea jete.

Bafuputsi ba ntse ba ithuta ka tšebelisano ea plasma le likarolo tsa mochini ho etsa lisebelisoa tse sa lumellaneng le maemo a thata joalo a ts'ebetso. Botšepehi ba thepa ke taba ea bohlokoa ka litheknoloji tsa morao-rao le tse ncha tsa nyutlelie tse nang le phello e kholo litšenyehelong tsa kaho le ts'ebetso ea lifeme tsa motlakase. Kahoo ho bohlokoa ho lisebelisoa tsa boenjiniere bakeng sa ho thatafala ha nako e telele ea bophelo.

Bakeng sa boithuto ba hajoale, bafuputsi ba Univesithi ea California, San Diego, ba ile ba hlasela tungsten ka plasma ea helium ka matla a tlase a etsisang fusion reactor tlasa maemo a tloaelehileng. Ho sa le joalo, bafuputsi ba ORNL ba sebelisitse Multicharged Ion Research Facility ho hlasela tungsten ka li-ion tsa helium tse nang le matla a phahameng tse hlahisang maemo a sa tloaelehang, joalo ka tšitiso ea plasma e ka kenyang matla a mangata ka mokhoa o sa tloaelehang.

Ka ho sebelisa microscopy ea elektronike ea ho fetisetsa, ho hlahloba microscope ea elektronike ea ho skena, ho hlahloba microscope ea elektronike le electron nanocrystallography, bo-rasaense ba ile ba bontša phetoho ea li-bubble ka har'a kristale ea tungsten le sebōpeho le kholo ea mehaho e bitsoang "tendrils" tlas'a maemo a tlaase le a phahameng a matla. Ba ile ba romela lisampole femeng e bitsoang AppFive bakeng sa precession electron diffraction, mokhoa o tsoetseng pele oa electron crystallography, ho fokotsa mekhoa ea ho hōla tlas'a maemo a fapaneng.

Ka lilemo tse ’maloa bo-rasaense ba ’nile ba tseba hore tungsten e arabela plasma ka ho etsa lithapo tsa kristale ka tekanyo ea likarolo tse libilione tsa mithara, kapa li-nanometer—mohloa o monyenyane oa mofuta o itseng. Boithuto ba hajoale bo sibollotse hore li-tendrils tse hlahisoang ke ho phatloha ha matla a tlase li ne li hola butle, li le ntle ebile li le boreleli — li ​​etsa k'hapete e teteaneng ea fuzz - ho feta tse bakiloeng ke tlhaselo e matla haholo.

Ka litšepe, liathomo li nka tlhophiso e hlophisehileng ea sebopeho se nang le libaka tse hlalositsoeng lipakeng tsa tsona. Haeba athomo e tlosoa, sebaka se se nang letho, kapa "sekheo," se sala. Haeba mahlaseli, joalo ka bolo ea billiard, a phunya athomo setšeng sa eona 'me a siea sekheo, athomo eo e tlameha ho ea kae-kae. E ikakhela ka setotsoana pakeng tsa liathomo tse ling ka har'a kristale, 'me e fetoha interstitial.

Ts'ebetso e tloaelehileng ea fusion-reactor e pepesetsa sekhelohi ho phallo e phahameng ea liathomo tsa helium tse nang le matla a tlase haholo. "Helium ion ha e otle ka thata ho lekana hore e ka thulana le bolo, kahoo e tlameha ho nyenyelepa ka har'a sethala ho qala ho etsa lipululana kapa likoli tse ling," Parish a hlalosa.

Litsebi tsa kelello tse kang Brian Wirth, Molula-setulo oa 'Musisi oa UT-ORNL, ba entse mohlala oa tsamaiso mme ba lumela hore thepa e tlosoang ka holim'a letlapa ha li-bubble li fetoha motheo oa li-tendrils. Liathomo tsa Helium li pota-potile letlapa ka mokhoa o sa reroang, ho boletse Parishe. Li thula li-helium tse ling ebe li kopanya mabotho. Qetellong sehlopha se seholo ho lekana ho kokota athomo ea tungsten setšeng sa eona.

"Nako le nako ha bubble e ntse e hola e sutumelletsa liathomo tse ling tse 'maloa tsa tungsten libakeng tsa tsona,' me li tlameha ho ea kae-kae. Ba tlo hoheloa ka holimo,” ho rialo Parishe. "Re lumela hore, ke mokhoa oo nanofuzz ​​ena e bopang ka ona."

Bo-rasaense ba computational ba etsa lipapiso ho li-supercomputers ho ithuta lisebelisoa maemong a tsona a athomo, kapa boholo ba nanometer le sekala sa nako sa nanosecond. Baenjenere ba lekola kafa didirisiwa di gomogang ka teng, di phatloga, le go itshwara ka tsela e sele morago ga go bonwa ke plasma lobaka lo loleele, ka sekale sa boleele jwa disentimetara le nako ya diura. "Empa ho ne ho e-na le saense e nyenyane lipakeng," ho boletse Parishe, eo teko ea hae e ileng ea tlatsa lekhalo lena la tsebo ho ithuta matšoao a pele a ho senyeha ha thepa le mehato ea pele ea kholo ea nanotendril.

Joale na fuzz e ntle kapa e mpe? "Fuzz e kanna ea ba le lisebelisoa tse kotsi le tse molemo, empa ho fihlela re tseba haholoanyane ka eona, re ke ke ra khona ho etsa lisebelisoa tsa boenjiniere ho leka ho felisa tse mpe re ntse re totobatsa tse ntle," ho boletse Parish. Ka lehlakoreng le leng, tungsten e sa hlakang e ka nka mocheso o ka senyang tungsten e ngata, 'me khoholeho ea mobu e fokotseha ka makhetlo a 10 ho feta tungsten e ngata. Ka lehlakoreng la minus, li-nanotendrils li ka khaoha, tsa etsa lerōle le ka pholisa plasma. Sepheo se latelang sa bo-rasaense ke ho ithuta hore na lintho tse bonahalang li fetoha joang le hore na ho bonolo hakae ho pshatla li-nanotendrils ho tloha holimo.

Balekane ba ORNL ba phatlalalitse liteko tsa morao-rao tsa electron microscopy tse bonesang boitšoaro ba tungsten. Boithuto bo bong bo bonts'itse kholo ea li-tendril ha e tsoelepele ka mokhoa ofe kapa ofe o ratoang. Patlisiso e 'ngoe e senotse hore karabelo ea tungsten e shebaneng le plasma ho helium atomo flux e bile teng ho tloha ho nanofuzz ​​feela (ka ho fokotseha ho tlase) ho ea ho nanofuzz ​​plus bubble (haholo-holo).

Sehlooho sa pampiri ea hajoale ke "Morphologies ea tungsten nanotendrils e holisitsoeng tlasa ts'ebeliso ea helium."