Drevna japanska umjetnost nadahnula izradu fuzijskog reaktora
Znanstvenici su iskoristili nesavršenosti u magnetskim poljima koja ograničavaju reakciju kako bi poboljšali i unaprijedili plazmu
U japanskoj umjetnosti kintsugi umjetnik koristi razbijene krhotine zdjele i spaja ih zlatom kako bi konačni proizvod bio ljepši od originala. Ta vještina popravka materijala zlatom nadahnula je novi pristup upravljanju plazmom, super-vrućim stanjem materije kao izvorom energije. Znanstvenici naime koriste nesavršenosti u magnetskim poljima koja ograničavaju reakciju kako bi poboljšali i unaprijedili plazmu, a način na koji to točno čine opisan je u časopisu Nature Communications.
Korekcije polja pogreške
"Ovaj pristup omogućuje simultano održavanje plazme visokih performansi i kontrolu nestabilnosti u jezgri i rubu plazme", objašnjavaju istraživači Odjela za eksperimentalnu znanost o tokamaku u Princeton Plasma Physics Laboratoryju (PPPL) američkog Ministarstva energetike (DOE).
Nova metoda identificira optimalne korekcije polja pogreške i poboljšava stabilnost plazme u različitim uvjetima, na primjer visokog i niskog magnetskog ograničenja.
Eliminacija nestabilnosti
Polja pogrešaka obično su uzrokovana malim nedostacima u magnetskoj zavojnici tokamaka, uređaja koji drži plazmu. Dosad su se polja pogreške smatrala samo smetnjom jer je čak i vrlo malo polje pogreške moglo uzrokovati poremećaj plazme koji zaustavlja reakcije fuzije i može oštetiti stijenke fuzijske posude. Zbog toga su istraživači fuzije utrošili dosta vremena i truda pokušavajući ispraviti polje pogrešaka.
No, sad su istraživači uspjeli eliminirati nestabilnosti na rubu plazme i održati stabilnost jezgre.
Stabiliziranje jezgre i ruba plazme
"To je kao da napravite vrlo malenu rupu u balonu kako ne bi eksplodirao", objašnjavaju istraživači. "Baš kao što bi zrak istjecao iz male rupe u balonu, tako i mala količina plazme istječe iz polja pogreške, a to pomaže u održavanju njegove ukupne stabilnosti.""
Ova studija pokazuje da podešavanje polja pogreške može istovremeno stabilizirati i jezgru i rub plazme. Pažljivim kontroliranjem magnetskih polja koje proizvode zavojnice tokamaka, istraživači su suzbili rubne nestabilnosti (ELM), bez izazivanja poremećaja ili značajnog gubitka ograničenosti.
Proširenje istraživanja
Eksperimenti su provedeni na KSTAR-ovom tokamaku u Južnoj Koreji, poznatom po svojoj sposobnosti prilagođavanja konfiguracije polja magnetske pogreške, a znanstvenici sad žele buduća istraživanja s magnetskim zavojnicama provesti izvan fuzijske posude.
Istraživači trenutno rade na AI verziji svog kontrolnog sustava koja je efikasnija. Koristeći umjetnu inteligenciju, kažu, možete naučiti sustav što može očekivati i iskoristiti AI da unaprijed predvidite što će biti potrebno za kontrolu plazme i kako ćete ta saznanja implementirati u stvarnom vremenu.
