Do kvalitetnije fuzijske reakcije uz pomoć – majoneze

Neočekivana pomoć iz kuhinje stigla je u područje fuzijske nuklearne energetike. Znanstvenici koriste majonezu kako bi pri niskim temperaturama simulirali ponašanje metala u ekstremnim uvjetima reaktora

Sandro Vrbanus ponedjeljak, 12. kolovoza 2024. u 14:24

Jedna od metoda, kojom se pokušava doći do fuzijskih reakcija s neto pozitivnom energetskom bilancom, jest inercijska fuzija u zatvorenom prostoru. Ona je zamišljena tako da se u malenim kapsulama s gorivom, obično izotopima vodika kao što su deuterij i tricij, vrlo brzo mijenja tlak i temperatura. Takvi se uvjeti mogu postići laserima i/ili magnetima, a cilj je stvoriti ekstremne temperature i tlakove pri kojima će atomi prijeći u stanje plazme te, u konačnici, proizvesti više iskoristive energije negoli je u proces uloženo.

Ovdje se govori o temperaturama na razini više milijuna stupnjeva i gigapaskalnim razinama tlaka, kako bi se simulirali uvjeti slični onima unutar Sunca. Kako bi se došlo do uspješnog rezultata, prije svega potrebno ga je dobro simulirati i predvidjeti reakciju goriva, tj. ponašanje plazme u zadanim uvjetima, ali i metalne kapsule u kojoj se ona nalazi.

Simulacija rotiranjem umaka

U slučaju kad je ona hidrodinamički nestabilna, pada njezin povrat uložene energije i cijela reakcija može stati, a kapsula kao takva ne smije eksplodirati prije negoli započne fuzijska reakcija. Za simulacije se u ovom području obično koriste superračunala i umjetna inteligencija, a na američkom sveučilištu Leigh (savezna država Pennsylvania) odnedavno za pomoć koriste i – majonezu.

Ona se, naime, u određenim uvjetima ponaša kao kruta tvar, no kad je izložena tlaku, počinje teći poput tekućine. Iz tog razloga upravo majoneza odabrana je za proučavanje složenih svojstava plazme, a istraživanja se mogu provoditi bez potrebe za visokim tlakovima i temperaturama – majoneza takva svojstva pokazuje pri relativno uobičajenim, niskim temperaturama.

Znanstvenicima je ključno proučiti razlike između faza kad se ona deformira elastično, a kada plastično, tj. pronaći uvjete u kojima se plazma duže može zadržati u uvjetima elastične (reverzibilne) deformacije. Prelazak majoneze iz jedne faze u drugu sličan je, kažu, ponašanju plazme i može poslužiti za proučavanje kritičnih vrijednosti kod kojih plazma postaje nestabilna.

U eksperimentu je korištena eksperimentalna rotirajuća naprava za miješanje dvaju tekućina, na kojoj se radilo više od pet godina. Otkrića o utjecaju inicijalnih valih duljina tijekom pobuđivanja materije na vrstu deformiranja materijala i njegova mehanička svojstva mogla bi biti korak prema rješenju problema inercijske fuzije u kapsulama. Rad koji opisuje istraživanje s majonezom kao predmetom izučavanja objavljen je u časopisu Physical Review E.

"Ovim analognim eksperimentima korištenja majoneze u rotirajućem kotaču pokušavamo poboljšati predvidljivost onoga što bi se dogodilo s rastaljenim kapsulama plazme u visokim temperaturama i tlakovima", poručuje profesor Arindam Banerjee, koautor rada.