पता चला: टोकम में अस्थिरता को दबाने के लिए इष्टतम चुंबकीय क्षेत्र

लॉस एंजिल्स के बच्चों के अस्पताल में शारीरिक थेरेपी नौकरियां (जुलाई 2019).

Anonim

संलयन, जो सूर्य सूर्य और सितारों को चलाती है, वह बड़ी मात्रा में ऊर्जा उत्पन्न करती है। पृथ्वी पर वैज्ञानिक इस प्रक्रिया को दोहराने की कोशिश करते हैं, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों और परमाणु नाभिक से बना गर्म, चार्ज प्लाज्मा के रूप में प्रकाश तत्वों को विलय करता है, ताकि बिजली उत्पन्न करने के लिए बिजली की एक वास्तविक रूप से अविश्वसनीय आपूर्ति हो सके, जिसे "स्टार इन" एक जार। "

पृथ्वी पर संलयन की शक्ति को पकड़ने के प्रयास में एक लंबी अवधि की पहेली है कि प्लाज्मा में होने वाली सामान्य अस्थिरता को कम करने या समाप्त करने के लिए किनारे वाले स्थानीय मोड (ईएलएम) कहा जाता है। जैसे ही सूर्य सौर फ्लेरेस के रूप में ऊर्जा के भारी विस्फोटों को जारी करता है, इसलिए ईएलएम की भड़काने वाली विस्फोट डोनट के आकार वाले टोकमैक्स की दीवारों में घूम सकती है जो संलयन प्रतिक्रियाओं को घर में फेंकने वाली प्रतिक्रियाओं को नुकसान पहुंचाती है।

तरंगें नए विस्फोटों को नियंत्रित करती हैं

इन विस्फोटों को नियंत्रित करने के लिए, वैज्ञानिकों ने प्लाज्मा को छोटे चुंबकीय तरंगों के साथ परेशान किया है जिसे रेज़ोनेंट चुंबकीय परेशानियों (आरएमपी) कहा जाता है जो प्लाज्मा-रिलीजिंग अतिरिक्त दबाव के चिकनी, डोनट आकार को विकृत करते हैं जो ईएलएम घटने से रोकता है या रोकता है। कठिन हिस्सा अन्य 3 अस्थिरताओं को ट्रिगर किए बिना ईएलएम को खत्म करने और बहुत अधिक ऊर्जा को मुक्त करने के लिए इस 3-डी विरूपण की सही मात्रा का उत्पादन कर रहा है, सबसे खराब स्थिति में, प्लाज्मा को समाप्त करने में एक बड़ी बाधा उत्पन्न हो सकती है।

कार्य को असाधारण रूप से कठिन बनाना तथ्य यह है कि प्लाज्मा पर चुंबकीय विकृतियों की लगभग असीमित संख्या लागू की जा सकती है, जिससे सही तरीके से विकृति को असाधारण चुनौती मिलती है। लेकिन अब नहीं।

यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जीज (डीओई) प्रिंसटन प्लाज़्मा फिजिक्स लेबोरेटरी (पीपीपीएल) के भौतिक विज्ञानी जोंग-क्यू पार्क, संयुक्त राज्य अमेरिका के सहयोगियों की एक टीम और कोरिया में नेशनल फ्यूजन रिसर्च इंस्टीट्यूट (एनएफआरआई) के साथ काम करते हुए, पूरे सेट की सफलतापूर्वक भविष्यवाणी की है अधिक समस्याएं पैदा किए बिना ईएलएम को नियंत्रित करने के लिए फायदेमंद 3-डी विकृतियों का। शोधकर्ताओं ने कोरियाई सुपरकंडक्टिंग टोकमाक एडवांस्ड रिसर्च (केएसटीएआर) सुविधा पर इन भविष्यवाणियों को मान्य किया, जो दक्षिण कोरिया के डाएजेन में स्थित दुनिया के सबसे उन्नत सुपरकंडक्टिंग टोकमैक्स में से एक है।

परीक्षण के लिए केएसटीएआर आदर्श

केएसटीएआर प्लाज्मा के निकट-सही, डोनट-आकार की समरूपता में सटीक विकृति पैदा करने के लिए अपने उन्नत चुंबक नियंत्रणों के कारण पूर्वानुमानों का परीक्षण करने के लिए आदर्श था। सबसे फायदेमंद विकृतियों की पहचान करना, जो कि केएसटीएआर के भीतर उत्पादित किए जा सकने वाले सभी संभावित विकृतियों में से एक प्रतिशत से भी कम हो, अनुसंधान दल द्वारा विकसित पूर्वानुमान मॉडल के बिना लगभग असंभव होता।

नतीजा एक उदाहरण-सेटिंग उपलब्धि थी। पार्क ने कहा, "संयुक्त राज्य अमेरिका और दक्षिण कोरिया के 14 सहकर्मियों के साथ लिखे गए पेपर ने कहा, " हम पहली बार कोर टकैम में पूर्ण 3-डी फ़ील्ड ऑपरेटिंग विंडो को मुख्य अस्थिरता या अत्यधिक अपमानजनक कड़वाहट के बिना ईएलएम को दबाने के लिए दिखाते हैं। " प्रकृति भौतिकी में प्रकाशित है। "लंबे समय तक हमने सोचा कि यह सभी फायदेमंद समरूपता-तोड़ने वाले क्षेत्रों की पहचान करना बहुत कम्प्यूटेशनल रूप से कठिन होगा, लेकिन हमारा काम अब ऐसी सभी विन्यासों के सेट की पहचान करने के लिए एक सरल प्रक्रिया का प्रदर्शन करता है।"

शोधकर्ताओं ने गणना की जटिलता को कम कर दिया जब उन्हें एहसास हुआ कि प्लाज़्मा विकृत करने के तरीकों की संख्या वास्तव में प्लाज्मा 3 पर लागू होने वाले संभावित 3-डी फ़ील्ड की सीमा से बहुत कम है। पीछे की ओर काम करके, विकृतियों से 3-डी फ़ील्ड तक, लेखकों ने ईएलएम को खत्म करने के लिए सबसे प्रभावी क्षेत्रों की गणना की। केएसटीएआर प्रयोगों ने उल्लेखनीय सटीकता के साथ भविष्यवाणियों की पुष्टि की।

निष्कर्ष नए आत्मविश्वास प्रदान करते हैं

केएसटीएआर के निष्कर्ष आईटीईआर के लिए इष्टतम 3-डी क्षेत्रों की भविष्यवाणी करने की क्षमता में नए आत्मविश्वास प्रदान करते हैं, फ्रांस में निर्माण के तहत अंतरराष्ट्रीय टोकमक, जो ईएलएम को नियंत्रित करने के लिए 3-डी विकृतियों का उत्पादन करने के लिए विशेष चुंबक नियोजित करने की योजना बना रहा है। इस तरह के नियंत्रण आईटीईआर के लिए महत्वपूर्ण होंगे, जिसका लक्ष्य प्लाज़्मा को गर्म करने के लिए 10 गुना अधिक ऊर्जा का उत्पादन करना है। पेपर के लेखकों ने कहा, "इस अध्ययन में अपनाई गई विधि और सिद्धांत टोकामाक्स में जटिल 3-डी अनुकूलन प्रक्रिया की दक्षता और निष्ठा में काफी सुधार कर सकता है।"

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