Bokahare ba li-reactors tsa matla a nyutlelie tsa nakong e tlang li tla ba har'a libaka tse thata ka ho fetisisa tse kileng tsa hlahisoa Lefatšeng. Ke eng e matla ka ho lekaneng ho sireletsa bokahare ba mochini o kopanyang mocheso ho tsoa mochesong o hlahisoang ke plasma o tšoanang le lishuttle tsa sepakapaka tse kenang sepakapakeng sa Lefatše?

Bafuputsi ba ORNL ba sebelisitse tungsten ea tlhaho (e mosehla) le tungsten e matlafalitsoeng (lamunu) ho lekola khoholeho, lipalangoang le ho beoa bocha ha tungsten. Tungsten ke eona e ka sehloohong khetho ea ho abela ka hare ho sesebelisoa sa fusion.

Zeke Unterberg le sehlopha sa hae Lefapheng la Eneji la Oak Ridge National Laboratory ha joale ba sebetsa le nkgetheng e ka sehloohong: tungsten, e nang le ntlha e phahameng ka ho fetisisa e qhibidihang le kgatello ya mouoane e tlase ho feta dimetale tsohle tse tafoleng ya periodic, hammoho le matla a phahameng haholo a ho qhibidiha— thepa e etsang hore e be e loketseng ho nka tlhekefetso nako e telele. Ba tsepamisitse maikutlo tabeng ea ho utloisisa hore na tungsten e ka sebetsa joang ka har'a fusion reactor, sesebelisoa se futhumatsang liathomo tse bobebe ho ea ho mocheso o chesang ho feta bohareng ba letsatsi e le hore li kopane le ho lokolla matla. Khase ea haerojene ka har'a fusion reactor e fetoloa plasma ea haedrojene - boemo ba taba bo nang le khase e nang le ionized - e ntan'o koalloa sebakeng se senyenyane ke matla a khoheli a matla kapa lasers.

"Ha u batle ho kenya ntho e itseng ka har'a mochini oa hau e nkang matsatsi a 'maloa feela," ho boletse Unterberg, rasaense ea phahameng oa lipatlisiso Lefapheng la Fusion Energy la ORNL. “U batla ho phela bophelo bo lekaneng. Re beha tungsten libakeng tseo re lebeletseng hore ho tla ba le libomo tse phahameng haholo tsa plasma. ”

Ka 2016, Unterberg le sehlopha ba ile ba qala ho etsa liteko ho tokamak, mochine o kopanyang o sebelisang matla a khoheli ho ba le selikalikoe sa plasma, ho DIII-D National Fusion Facility, setsi sa basebetsi ba Ofisi ea Saense ea DOE San Diego. Ba ne ba batla ho tseba hore na tungsten e ne e ka sebelisoa ho sireletsa phaposi e hloekileng ea tokamak—ho e sireletsa hore e se ke ea timetsoa ka potlako e bakoang ke plasma—ntle le ho silafatsa lero la mali haholo. Tšoaetso ena, haeba e sa laoloe ka ho lekaneng, e ka qetella e tima karabelo ea fusion.

"Re ne re leka ho fumana hore na ke libaka life tse ka kamoreng e ka bang mpe ka ho khetheha: moo tungsten e neng e ka hlahisa litšila tse ka silafatsang plasma," ho boletse Unterberg.

Ho fumana seo, bafuputsi ba sebelisitse isotope e ntlafalitsoeng ea tungsten, W-182, hammoho le isotope e sa fetoloang, ho lekola khoholeho ea mobu, lipalangoang le ho beoa bocha ha tungsten ho tsoa ka har'a mokhelo. Ha re sheba motsamao oa tungsten ka har'a divertor-sebaka se ka har'a kamore ea vacuum e etselitsoeng ho khelosa plasma le litšila - e ba file setšoantšo se hlakileng sa hore na e senyeha joang ho tloha holim'a tokamak le ho sebelisana le plasma. Tungsten isotope e ntlafalitsoeng e na le thepa e tšoanang ea 'mele le ea lik'hemik'hale joaloka tungsten e tloaelehileng. Liteko tsa DIII-D li sebelisitse litšepe tse nyane tse kentsoeng ka isotope e ntlafalitsoeng e behiloeng haufi le, empa eseng sebakeng sa mocheso o phahameng ka ho fetesisa, sebaka se sekepeng seo hangata se bitsoang sebaka sa divertor hole. Ka thoko, sebakeng sa divertor se nang le phallo e phahameng ka ho fetesisa, sebaka sa seteraeke, bafuputsi ba sebelisitse tse kentsoeng ka isotope e sa fetoloang. Karolo e setseng ea kamore ea DIII-D e na le graphite.

Setupo sena se ile sa lumella bafuputsi ho bokella lisampole tsa li-probes tse kentsoeng ka nakoana ka phaposing bakeng sa ho lekanya phallo ea litšila ho ea le ho tsoa ka har'a lihlomo tsa likepe, e leng se ka ba fang mohopolo o hlakileng haholoanyane oa hore na tungsten e neng e luletse hole le mohatelli ka phaposing. simolohile.

Unterberg o itse: "Ho sebelisa isotope e ntlafalitsoeng ho re file menoana e ikhethang."

E ne e le teko ea pele e joalo e entsoeng ka sesebelisoa sa fusion. Sepheo se seng e ne e le ho fumana lisebelisoa tse ntle ka ho fetisisa le sebaka sa lisebelisoa tsena bakeng sa lihlomo tsa kamore, ha ho ntse ho boloka litšila tse bakoang ke tšebelisano ea plasma-material e neng e le teng ho divertor mme e sa silafatse plasma ea mantlha ea makenete e sebelisoang ho hlahisa fusion.

Bothata bo bong mabapi le moralo le ts'ebetso ea li-divertors ke tšilafalo ea ho se hloeke ka har'a plasma e bakoang ke mekhoa ea sebaka se haufi, kapa li-ELM. Tse ling tsa liketsahalo tsena tse potlakileng, tse nang le matla a phahameng, tse tšoanang le ho chesa ha letsatsi, li ka senya kapa tsa senya likarolo tsa sekepe tse kang lipoleiti tsa divertor. Khafetsa ea li-ELM, linako ka motsotsoana liketsahalo tsena li etsahala, ke pontšo ea boholo ba matla a tsoang ho plasma ho ea leboteng. Li-ELM tsa maqhubu a phahameng li ka lokolla palo e tlaase ea plasma ka nako e 'ngoe le e' ngoe, empa haeba li-ELM li sa tloaelehe, plasma le matla a tsoang ka nako e 'ngoe le e' ngoe a phatloha a phahame, 'me ho na le monyetla o moholo oa ho senya. Patlisiso ea morao-rao e shebile mekhoa ea ho laola le ho eketsa khafetsa ea li-ELM, joalo ka ka ente ea pellet kapa matla a khoheli a eketsehileng ka boholo bo nyane haholo.

Sehlopha sa Unterberg se fumane, joalo ka ha se ne se lebelletse, hore ho ba le tungsten hole le sebaka se phahameng sa ho otla ho ekelitse haholo monyetla oa ho silafala ha o pepesetsoa li-ELM tsa maqhubu a tlase tse nang le matla a phahameng a matla le ho kopana holimo ketsahalong ka 'ngoe. Ho feta moo, sehlopha se fumane hore sebaka sena se khelosang se neng se lebile hole se ne se tloaetse ho silafatsa SOL le hoja ka kakaretso se na le phallo e tlase ho feta sebaka sa tlhaselo. Liphetho tsena tse bonahalang li hanyetsana li netefatsoa ke boiteko bo tsoelang pele ba ho etsa mohlala oa divertor mabapi le morero ona le liteko tsa nako e tlang ho DIII-D.

Morero ona o ne o kenyelletsa sehlopha sa litsebi tse tsoang ho pholletsa le Amerika Leboea, ho kenyeletsoa basebetsi-'moho le Princeton Plasma Physics Laboratory, Lawrence Livermore National Laboratories, Sandia National Laboratories, ORNL, General Atomics, Auburn University, Univesithi ea California e San Diego, Univesithi ea Toronto, Univesithi ea Tennessee-Knoxville, le Univesithi ea Wisconsin-Madison, kaha e fane ka sesebelisoa sa bohlokoa bakeng sa lipatlisiso tsa tšebelisano ea plasma-material. Ofisi ea Saense ea DOE (Fusion Energy Sciences) e fane ka tšehetso bakeng sa thuto.

Sehlopha se phatlalalitse lipatlisiso marang-rang pejana selemong sena korantengNuclear Fusion.

Lipatlisiso li ka thusa hanghang Joint European Torus, kapa JET, le ITER, tse ntseng li hahuoa Cadarache, Fora, tseo ka bobeli li sebelisang lihlomo tsa tungsten bakeng sa mokhelohi.

"Empa re shebile lintho tse ka nģ'ane ho ITER le JET-re shebile li-reactors tsa bokamoso," ho boletse Unterberg. "Ke hokae moo ho leng molemo ho beha tungsten, 'me ha ua lokela ho beha tungsten hokae? Sepheo sa rona sa mantlha ke ho hlomella li-reactor tsa rona, ha li fihla, ka tsela e bohlale. ”

Unterberg o boletse hore sehlopha se ikhethileng sa ORNL se bitsoang Stable Isotopes Group, se thehileng le ho lekola sekoaelo sa isotope se ntlafalitsoeng pele se se beha ka sebopeho se molemong oa tlhahlobo, se entse hore lipatlisiso li khonehe. Isotope eo e ka be e sa fumanehe kae kapa kae empa e tsoa Setsing sa Nts'etsopele sa Isotope sa Naha se ORNL, se bolokang pokello ea hoo e batlang e le ntho e 'ngoe le e' ngoe e arohaneng ka mokhoa o ikhethileng, o boletse joalo.

"ORNL e na le boiphihlelo bo ikhethang le litakatso tse khethehileng tsa mofuta ona oa lipatlisiso," ho boletse Unterberg. "Re na le lefa le lelelele la ho theha li-isotopes le ho sebelisa tse fumanehang mefuta eohle ea lipatlisiso lits'ebetsong tse fapaneng lefats'eng ka bophara."

Ho feta moo, ORNL e laola US ITER.

Ka mor'a moo, sehlopha se tla sheba hore na ho kenya tungsten ho li-divertors tse nang le libopeho tse fapaneng ho ka ama tšilafalo ea mantlha joang. Li-geometri tse fapaneng tsa divertor li ka fokotsa litlamorao tsa tšebelisano ea "plasma-material" ho plasma ea mantlha, ba thehile mohopolo. Ho tseba sebōpeho se setle ka ho fetisisa bakeng sa mokhelo—e leng karolo e hlokahalang bakeng sa sesebelisoa sa plasma sa makenete—ho ne ho tla etsa hore bo-rasaense ba be haufi le mochine o sebetsang oa plasma.

"Haeba rona, re le sechaba, re re re batla hore matla a nyutlelie a etsahale, 'me re batla ho fetela mohatong o latelang," ho boletse Unterberg, "fusion e tla ba ntho e halalelang."