די ין פון צוקונפֿט יאָדער פוסיאָן ענערגיע רעאַקטאָרס וועט זיין צווישן די האַרשאַסט ינווייראַנמאַנץ טאָמיד געשאפן אויף דער ערד. וואָס איז שטאַרק גענוג צו באַשיצן די אינעווייניק פון אַ פוסיאָן רעאַקטאָר פון פּלאַזמע-געשאפן היץ פלאַקס, ענלעך צו פּלאַץ שאַטאַלז וואָס אַרייַן די ערד אַטמאָספער?

ORNL ריסערטשערז געניצט נאַטירלעך טאַנגסטאַן (געל) און ענריטשט טאַנגסטאַן (מאַראַנץ) צו שפּור די יראָוזשאַן, אַריבערפירן און ריפּאַזישאַן פון טאַנגסטאַן. טאַנגסטאַן איז די לידינג אָפּציע צו פאנצער די ין פון אַ פוסיאָן מיטל.

Zeke Unterberg און זיין מאַנשאַפֿט אין די דעפּאַרטמענט פון ענערגיע ס אָוק רידזש נאַשאַנאַל לאַבאָראַטאָרי אַרבעט איצט מיט די לידינג קאַנדידאַט: טאַנגסטאַן, וואָס האט די העכסטן מעלטינג פונט און לאָואַסט פארע דרוק פון אַלע מעטאַלס ​​אויף די פּעריאָדיש טיש, ווי אויך זייער הויך טענסאַל שטאַרקייַט - פּראָפּערטיעס וואָס מאַכן עס געזונט פּאַסיק צו נעמען זידלען פֿאַר לאַנג פּיריאַדז. זיי זענען פאָוקיסט אויף פארשטאנד ווי טאַנגסטאַן וואָלט אַרבעט אין אַ פוסיאָן רעאַקטאָר, אַ מיטל וואָס כיץ ליכט אַטאָמס צו טעמפּעראַטורעס הייסער ווי די זון ס האַרץ אַזוי אַז זיי פיוס און מעלדונג ענערגיע. הידראָגען גאַז אין אַ פוסיאָן רעאַקטאָר איז פארוואנדלען אין הידראָגען פּלאַזמע - אַ שטאַט פון ענין וואָס באשטייט פון טייל ייאַנייזד גאַז - וואָס איז דעמאָלט קאַנפיינד אין אַ קליין געגנט דורך שטאַרק מאַגנעטיק פעלדער אָדער לייזערז.

"איר טאָן ניט וועלן צו שטעלן עפּעס אין דיין רעאַקטאָר וואָס לאַסץ בלויז אַ פּאָר פון טעג," האט געזאגט Unterberg, אַ עלטער פאָרשונג געלערנטער אין ORNL ס פוסיאָן ענערגיע דיוויזשאַן. "איר ווילן צו האָבן גענוג לעבן. מיר שטעלן טאַנגסטאַן אין געביטן ווו מיר ריכטנ זיך אַז עס וועט זיין זייער הויך פּלאַזמע באָמבאַרדמענט.

אין 2016, Unterberg און די מאַנשאַפֿט אנגעהויבן דורכפירן יקספּעראַמאַנץ אין די טאָקאַמאַק, אַ פוסיאָן רעאַקטאָר וואָס ניצט מאַגנעטיק פעלדער צו אַנטהאַלטן אַ רינג פון פּלאַזמע, אין די DIII-D נאַשאַנאַל פוסיאָן מעכירעס, אַ DOE אָפפיסע פון ​​וויסנשאַפֿט באַניצער מעכירעס אין סאַן דיעגאָ. זיי געוואלט וויסן צי טאַנגסטאַן קען זיין געוויינט צו אַרמאָר די טאָקאַמאַק ס וואַקוום קאַמער - באַשיצן עס פון גיך צעשטערונג געפֿירט דורך די ווירקונג פון פּלאַזמע - אָן שווער קאַנטאַמאַניישאַן די פּלאַזמע זיך. דעם קאַנטאַמאַניישאַן, אויב ניט גענוג געראטן, קען לעסאָף פאַרלעשן די פוסיאָן אָפּרוף.

"מיר האָבן געפרוווט צו באַשליסן וואָס געביטן אין דער קאַמער וואָלט זיין דער הויפּט שלעכט: ווו די טאַנגסטאַן איז מערסט מסתּמא צו דזשענערייט ימפּיוראַטיז וואָס קענען קאַנטאַמאַנייט די פּלאַזמע," האָט Unterberg געזאָגט.

צו געפֿינען דאָס, די ריסערטשערז געניצט אַן ענריטשט יסאָטאָפּע פון ​​​​טאַנגסטאַן, W-182, צוזאַמען מיט די אַנמאָדיפיעד יסאָטאָפּע, צו שפּור די יראָוזשאַן, אַריבערפירן און ריפּאַזישאַן פון טאַנגסטאַן פֿון די דיווערטער. קוקן בייַ די באַוועגונג פון טאַנגסטאַן ין די דיווערטאָר - אַ געגנט אין די וואַקוום קאַמער דיזיינד צו דיווערט פּלאַזמע און ימפּיוראַטיז - געגעבן זיי אַ קלירער בילד פון ווי עס יראָודז פון סערפאַסיז אין די טאָקאַמאַק און ינטעראַקץ מיט די פּלאַזמע. די ענריטשט טאַנגסטאַן יסאָטאָפּע האט די זעלבע גשמיות און כעמישער פּראָפּערטיעס ווי רעגולער טאַנגסטאַן. די יקספּעראַמאַנץ אין DIII-D געוויינט קליין מעטאַל ינסערץ קאָוטאַד מיט די ענריטשט יסאָטאָפּע געשטעלט נאָענט צו, אָבער נישט אין, די העכסטן היץ פלאַקס זאָנע, אַ געגנט אין די שיף טיפּיקלי גערופן די דיווערטאָר ווייַט-ציל געגנט. סעפּעראַטלי, אין אַ דיווערטער געגנט מיט די העכסטן פלאַקס, די סטרייק-פונט, ריסערטשערז געניצט ינסערץ מיט די אַנמאָדיפיעד יסאָטאָפּע. די רעשט פון די DIII-D קאַמער איז אַרמערד מיט גראַפייט.

דעם סעטאַפּ ערלויבט די ריסערטשערז צו זאַמלען סאַמפּאַלז אויף ספּעציעל פּראָבעס טעמפּערעראַלי ינסערטאַד אין די קאַמער פֿאַר מעסטן טומע לויפן צו און פון די שיף פאנצער, וואָס קען געבן זיי אַ מער גענוי געדאַנק פון ווו די טאַנגסטאַן וואָס איז ליקט אַוועק פון די דיווערטער אין די קאַמער. ערידזשאַנייטאַד.

"ניצן די ענריטשט יסאָטאָפּע האט אונדז אַ יינציק פינגערפּרינט," האט Unterberg געזאגט.

עס איז געווען דער ערשטער אַזאַ עקספּערימענט געפירט אין אַ פוסיאָן מיטל. איין ציל איז געווען צו באַשטימען די בעסטער מאַטעריאַלס און אָרט פֿאַר די מאַטעריאַלס פֿאַר קאַמער אַרמאָרינג, בשעת ימפּיוראַטיז געפֿירט דורך פּלאַזמע-מאַטעריאַל ינטעראַקשאַנז לאַרגעלי קאַנטיינד צו די דיווערטער און נישט קאַנטאַמאַנייטינג די מאַגנעט-קאַנפיינד האַרץ פּלאַזמע געניצט צו פּראָדוצירן פוסיאָן.

איין קאַמפּלאַקיישאַן מיט די פּלאַן און אָפּעראַציע פון ​​דיווערטערז איז טומע קאַנטאַמאַניישאַן אין די פּלאַזמע געפֿירט דורך ברעג-לאָוקאַלייזד מאָדעס, אָדער ELMs. עטלעכע פון ​​​​די שנעל, הויך-ענערגיע געשעענישן, ענלעך צו זונ פלאַרעס, קענען שעדיקן אָדער צעשטערן שיפל קאַמפּאָונאַנץ אַזאַ ווי דיווערטאָר פּלאַטעס. די אָפטקייַט פון די ELMs, די צייט פּער סעקונדע די געשעענישן פאַלן, איז אַ גראדן פון די סומע פון ​​ענערגיע באפרייט פון די פּלאַזמע צו די וואַנט. הויך-אָפטקייַט ELMs קענען מעלדונג נידעריק אַמאַונץ פון פּלאַזמע פּער ויסבראָך, אָבער אויב די ELMs זענען ווייניקער אָפט, די פּלאַזמע און ענערגיע באפרייט פּער ויסבראָך איז הויך, מיט אַ גרעסערע מאַשמאָעס פֿאַר שעדיקן. לעצטע פאָרשונג האט געקוקט אויף וועגן צו קאָנטראָלירן און פאַרגרעסערן די אָפטקייַט פון ELMs, אַזאַ ווי מיט פּעלאַץ ינדזשעקשאַן אָדער נאָך מאַגנעטיק פעלדער אין זייער קליין מאַגנאַטודז.

די מאַנשאַפֿט פון Unterberg געפֿונען, ווי זיי דערוואַרט, אַז די טאַנגסטאַן ווייַט פון די הויך-פלוקס סטרייק פונט האט זייער געוואקסן די מאַשמאָעס פון קאַנטאַמאַניישאַן ווען יקספּאָוזד צו נידעריק-אָפטקייַט ELMs וואָס האָבן העכער ענערגיע אינהאַלט און ייבערפלאַך קאָנטאַקט פּער געשעעניש. אַדדיטיאָנאַללי, די מאַנשאַפֿט געפונען אַז די דיווערטאָר ווייַט-ציל געגנט איז מער פּראָנע צו קאַנטאַמאַניישאַן פון די SOL, כאָטש עס בכלל האט נידעריקער פלאַקס ווי די סטרייק פונט. די פּאָנעם קאַונטערינטואַטיוו רעזולטאַטן זענען באשטעטיקט דורך אָנגאָינג דייווערטאָר מאָדעלינג השתדלות אין באַציונג צו דעם פּרויעקט און צוקונפֿט יקספּעראַמאַנץ אויף DIII-D.

דער פּרויעקט ינוואַלווד אַ קאָלעקטיוו פון עקספּערץ פון אַריבער צפון אַמעריקע, אַרייַנגערעכנט מיטאַרבעטער פון פּרינסטאַן פּלאַזמאַ פיזיק לאַבאָראַטאָרי, לאָראַנס ליווערמאָרע נאַשאַנאַל לאַבאָראַטאָרי, סאַנדיאַ נאַשאַנאַל לאַבאָראַטאָריעס, ORNL, אַלגעמיינע אַטאָמיקס, אַובורן אוניווערסיטעט, די אוניווערסיטעט פון קאַליפאָרניאַ אין סאַן דיעגאָ, די אוניווערסיטעט פון טאָראָנטאָ, די אוניווערסיטעט פון טעננעססעע-קנאָקסוויללע, און די אוניווערסיטעט פון וויסקאָנסין-מאַדיסאָן, ווי עס צוגעשטעלט אַ באַטייטיק געצייַג פֿאַר פּלאַזמע-מאַטעריאַל ינטעראַקשאַן פאָרשונג. DOE ס אָפפיסע פון ​​וויסנשאַפֿט (פוסיאָן ענערגיע ססיענסעס) צוגעשטעלט שטיצן פֿאַר דעם לערנען.

די מאַנשאַפֿט פארעפנטלעכט פאָרשונג אָנליין פריער דעם יאָר אין דעם זשורנאַלנוקלעאַר פוסיאָן.

די פאָרשונג קען גלייך נוץ די דזשאָינט אייראפעישער טאָרוס, אָדער JET, און ITER, איצט אונטער קאַנסטראַקשאַן אין קאַדאַראַטשע, פֿראַנקרייַך, וואָס ביידע נוצן טאַנגסטאַן פאנצער פֿאַר די דיווערטער.

"אָבער מיר קוקן אויף טינגז ווייַטער פון ITER און JET - מיר קוקן אויף די פוסיאָן רעאַקטאָרס פון דער צוקונפֿט," האט Unterberg געזאָגט. "וואו איז בעסטער צו שטעלן טאַנגסטאַן, און ווו זאָל איר נישט לייגן טאַנגסטאַן? אונדזער לעצט ציל איז צו אַרמאָר אונדזער פוסיאָן רעאַקטאָרס, ווען זיי קומען, אויף אַ קלוג וועג. ”

Unterberg האט געזאגט אַז די יינציק סטאַביל יסאָטאָפּעס גרופע פון ​​​​ORNL, וואָס דעוועלאָפּעד און טעסטעד די ענריטשט יסאָטאָפּע קאָוטינג איידער זיי שטעלן עס אין אַ פאָרעם נוציק פֿאַר דער עקספּערימענט, געמאכט די פאָרשונג מעגלעך. דער יסאָטאָפּע וואָלט ניט געווען בנימצא ערגעץ אָבער פֿון די נאַשאַנאַל יסאָטאָפּע אנטוויקלונג צענטער אין ORNL, וואָס האלט אַ סטאַקס פון כּמעט יעדער יסאָטאָפּיקלי אפגעשיידט עלעמענט, ער האט געזאגט.

"ORNL האט יינציק עקספּערטיז און באַזונדער תאוות פֿאַר דעם טיפּ פון פאָרשונג," האט Unterberg געזאָגט. "מיר האָבן אַ לאַנג לעגאַט פון דעוועלאָפּינג יסאָטאָפּעס און נוצן די אין אַלע מינים פון פאָרשונג אין פאַרשידענע אַפּלאַקיישאַנז אַרום די וועלט."

אין אַדישאַן, ORNL מאַנידזשיז יו. עס. יטער.

דערנאָך, די מאַנשאַפֿט וועט קוקן ווי צו שטעלן טאַנגסטאַן אין דיפערענטלי שייפּט דיווערטערז קען ווירקן קאַנטאַמאַניישאַן פון די האַרץ. פאַרשידענע דייווערטאָר דזשיאַמאַטריז קען מינאַמייז די יפעקץ פון פּלאַזמע-מאַטעריאַל ינטעראַקשאַנז אויף די האַרץ פּלאַזמע, זיי האָבן טהעאָריזעד. וויסן די בעסטער פאָרעם פֿאַר אַ דיווערטאָר - אַ נייטיק קאָמפּאָנענט פֿאַר אַ מאַגנעטיק-קאַנפיינד פּלאַזמע מיטל - וואָלט שטעלן סייאַנטיס איין שריט נעענטער צו אַ ווייאַבאַל פּלאַזמע רעאַקטאָר.

"אויב מיר, ווי אַ געזעלשאַפט, זאָגן אַז מיר וועלן אַז יאָדער ענערגיע זאָל פּאַסירן, און מיר וועלן גיין צו דער ווייַטער בינע," האט Unterberg געזאגט, "פוסיאָן וואָלט זיין דער הייליק גריל."