پوشاندن یک سیلندر با یک سیم پیچ مغناطیسی انرژی خروجی آن را در آزمایش همجوشی هسته ای سه برابر می کند

گزارش 25 نوامبر 2022 -توسط باب یرکا، Phys.org

(الف) طرحی از هوهلروم NIF مغناطیسی ساخته شده از AuTa4 با سیم پیچ برقی برای انتقال جریان. (ب) درایو اشعه ایکس که از طریق یکی از LEH ها و توان های لیزر فرودی برای یک هوهلروم AuTa4 مغناطیسی شده و مغناطیسی نشده و دو هوهلروم AuTa4 مغناطیسی نشده اندازه گیری شده است. “BF” به “BigFoot”، نام طرح احتراق قبلی اشاره دارد. اعتبار: Physical Review

تیمی از محققان که در مرکز احتراق ملی، بخشی از آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور کار می‌کنند، دریافته‌اند که پوشاندن سیلندر حاوی مقدار کمی سوخت هیدروژن با یک سیم پیچ مغناطیسی و شلیک لیزر به سمت آن، خروجی انرژی آن را سه برابر می‌کند که گامی دیگر به سوی توسعه همجوشی هسته ای به عنوان منبع انرژی است.

در مقاله خود که در مجله Physical Review Letters منتشر شده است، این تیم که دارای اعضای متعددی در ایالات متحده است، یکی در بریتانیا و دیگری در ژاپن، ارتقاء تنظیمات خود را برای امکان معرفی سیم پیچ مغناطیسی توصیف می کند.

سال گذشته، تیمی که در همان تاسیسات کار می‌کردند، اعلام کردند که بیش از هر کسی تا کنون به احتراق در آزمایش همجوشی هسته‌ای نزدیک شده‌اند. متأسفانه نتوانستند نتایج خود را تکرار کنند. از آن زمان، تیم طراحی اصلی خود را بررسی کرده و به دنبال راه هایی برای بهتر کردن آن است.

طرح اولیه شامل شلیک 192 پرتو لیزر به یک استوانه کوچک حاوی یک کره کوچک هیدروژن در مرکز آن بود. این اشعه ایکس ایجاد کرد که کره را تا زمانی که اتم های آن شروع به جوشیدن کردند گرم کرد. برخی از پیشرفت‌های طراحی شامل تغییر اندازه سوراخ‌هایی است که لیزرها از آن عبور می‌کنند، اما تنها به تغییرات جزئی منجر شده‌اند.

در جستجوی راه حل بهتر، این تیم تحقیقات قبلی را مورد مطالعه قرار داد و چندین مطالعه را یافت که از طریق شبیه سازی نشان داده بود که قرار دادن یک استوانه در یک میدان مغناطیسی باید به میزان قابل توجهی انرژی خروجی را افزایش دهد.

با اجرای این پیشنهاد، محققان مجبور شدند استوانه را اصلاح کنند – در اصل، این استوانه از طلا ساخته شده بود. قرار دادن آن در یک میدان مغناطیسی قوی جریان الکتریکی به اندازه‌ای قوی ایجاد می‌کند که استوانه را از هم جدا کند، بنابراین آنها یک سیلندر جدید از آلیاژ طلا و تانتالیوم ساختند. آنها همچنین گاز را از هیدروژن به دوتریوم (نوع دیگری از هیدروژن) تغییر دادند، سپس کل کار را با یک میدان مغناطیسی تسلا با استفاده از یک سیم پیچ پوشش دادند. سپس لیزرها را روشن کردند. محققان شاهد یک بهبود فوری بودند – نقطه داغ کره تا 40 درصد افزایش یافت و تولید انرژی سه برابر شد.

این کار گامی به سوی هدف نهایی را نشان می‌دهد، یعنی ایجاد یک راکتور همجوشی که می‌تواند انرژی بیشتری نسبت به انرژی تولید کند.