核融合は、いくつかの根本的でかなり複雑な物理的問題を最初に解決できれば、太陽に電力を供給するプロセスと同様のプロセスを通じて、持続可能で事実上無制限のエネルギー源を約束します。
原子からエネルギーを絞り出すためのさまざまな方法が現在研究されていますが、それぞれに長所と短所があります。新しい研究は、トカマクとして知られるドーナツ型のトンネルを使用するプロセスにおける大きな障害を克服する方法が間もなく見つかるかもしれないことを示唆しています。
グリーンワルド限界として知られる、以前理論化されていたトカマクの核融合に対する障壁は、マディソン対称トーラス (MST)を通じたウィスコンシン大学の研究者チームの努力のおかげで、現在では 10 分の 1 に打ち破られています。この結果はPhysical Review Lettersに掲載されました。
この限界の根底にあるメカニズムはよく理解されていませんが、経験則により、トカマクの加熱されたプラズマ内の電子密度の上限が確立されます。これは、通常よりもはるかに高いプラズマ密度を達成できることを意味します。
この限界を克服する確実な方法があるということは、トカマク核融合炉の安定性と効率の点で飛躍的な進歩を遂げることができ、核融合が実用化される日が近づくことを意味します。
「定常状態条件下でグリーンワルド限界を最大10倍超える電子密度を用いたトカマク実験がここで紹介されており、これは前例のないことである」と研究者らは発表した論文で述べている。
核融合（原子核を強制的に結合させて過剰なエネルギーを放出すること）には、プラズマを構成する荷電粒子の閉じ込めによって生成される高熱が必要です。
トカマクは、電流を使用してプラズマを大きな中空リングの中心に流す特殊なタイプの核融合炉です。この高温の荷電粒子の塊内の磁場は、それを閉じ込めるのに役立ちますが、プラズマは同様の方法よりも不安定になりやすく、プラズマの電子密度にはかなり厳しい制限が課せられます。電子密度が高くなると、より多くの反応が起こり、より多くのエネルギーが得られることになります。
研究チームは、MST の 2 つの重要な機能が、この密度の限界を完全に打ち破るのに役立ったと考えています。それは、厚い導電性の壁 (プラズマを操作する磁場を安定させるため) と、フィードバックに基づいて調整できる電源です (これも同様です)。 、安定性にとって重要です）。
「最大密度はプラズマの不安定性ではなく、ハードウェアの制限によって設定されるようです」と研究者らは書いている。これは、核融合に対して物理的な制限はなく、技術的な制限があるだけであることを意味します。
これは、トカマク核融合における最近の一連の成功におけるもう一つの勝利である。近年、科学者たちはより大型の原子炉を建設し、生成されるエネルギーを増やし、反応温度をより高くすることに熱心に取り組んでいます。
これは、核融合がすぐにでも準備が整うという意味ではなく、話しておくべき注意点があります。プラズマは核融合反応で通常行われるような超高熱では動作しなかったため、この点でこれらの実験は規模を拡大する必要がある。
新しい研究の著者らは、科学者たちが他のマシンでこれらの結果を達成する方法を発見できると確信しているが、この特定の設定がなぜうまく機能するのかを正確に分析するにはまだ作業が必要である。
「特に、なぜ MST が高いグリーンワルド比で動作できるのか、そしてこの能力がどの程度まで高性能デバイスに拡張できるのかについては疑問が残っています」と研究者らは書いている。
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これは、Sat, 03 Aug 2024 05:15:09 +0000 の https://scenarieconomici.it/fusione-nucleare-negli-usa-superato-il-limite-di-greenwald-di-10-volte-la-reazione-e-molto-piu-vicina/ で Scenari Economici に公開された記事の自動翻訳です。