Inovativní model srážek pod velkým úhlem dosahuje zrychleného vznícení a dvojnásobného ukládání energie v plazmatu.
Společný tým Šanghajské univerzity Jiao Tong a Čínské akademie věd způsobil díky pokročilým simulacím revoluci v oblasti jaderné fúze. Vědci vytvořili převratný model, který vysvětluje chování přehřátých iontů v hořícím plazmatu, což je jev, který má zásadní význam pro replikaci podmínek, které pohánějí hvězdy.
Podle časopisu Science Direct tento objev zpochybňuje tradiční modely založené na Maxwellově rozdělení. Nový přístup zrychluje zážeh o 10 pikosekund a odhaluje, že hustota alfa částic se v centru horké skvrny zvyšuje o 24 %, čímž překonává omezení předchozích teorií.
Čínský objev přináší převrat v našem chápání jaderné fúze
Tento průlom je zvláště důležitý v souvislosti s nedávnými úspěchy při vývoji nových stelarátorů, jejichž cílem je optimalizovat udržení plazmatu. Výzkum řeší zásadní nesrovnalosti v údajích o neutronovém spektru, což je problém, který vědce mátl po celá léta.
Tým použil hybridní simulační kód nazvaný LAPINS ke studiu procesu fúze s inerciálním udržením (ICF). Tato revoluční metoda analyzuje srážky mezi částicemi, když je směs deuteria a tritia vystavena podmínkám podobným těm ve hvězdách.
Výsledky jsou obzvláště slibné vzhledem k pokroku, kterého bylo dosaženo v americkém zařízení s inovativním reaktorem. Plazma dosáhne hořícího stavu, když energie deponovaná částicemi alfa překročí energii potřebnou k udržení imploze, což zesílí hustotu energie.
Simulace odhalila supratermální ionty deuteria s energií nižší než 34 keV, což je významné zjištění, protože jejich deponovaná energie je dvakrát vyšší než energie částic alfa. Tento objev zpochybňuje dosavadní teorie chování částic v prostředí fúze.
Nový model se zaměřuje na dynamiku širokoúhlých srážek, což je odklon od tradičních přístupů. Simulace ukazují, že tyto srážky umožňují iontům vyměnit si během jediné události značné množství energie a generovat nadhermické ionty, které se vymykají Maxwellovu rozdělení.
Naproti tomu srážky pod malým úhlem vedou ke kontinuálním ztrátám energie během několika událostí, což vede k rovnovážnému rozložení iontů. Tento zásadní rozdíl pomáhá vysvětlit anomálie pozorované v předchozích experimentech a poskytuje pevnější základ pro budoucí konstrukci reaktoru.
Potenciál této technologie pro přechod na novou energii je pozoruhodný. Jaderná fúze slibuje neomezené množství energie bez emisí znečišťujících látek a replikuje na Zemi stejné procesy, jaké probíhají na Slunci. Pokrok v poznání hořícího plazmatu nás k tomuto transformačnímu cíli přibližuje.