トカマク内部の保護層を切らずに再生する新システム

Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) の研究者は、彼らが開発したシステムが ホウ素粉末 核融合炉へ 原子炉壁 プラズマの劣化を継続的に保護および防止します。 タングステンによる段階的な汚染は、反応全体に有害であり、実用的なものの構築に障害をもたらします。 核融合炉 表しています。

死 核融合 安価でクリーンで安全なエネルギーを生成する方法です。 しかし、多くの技術的困難により、人類は、供給されるよりも多くのエネルギーを生成し、反応プロセスを長期間維持する核融合炉をまだ構築することに成功していません.

核融合炉では、最も一般的なタイプは トカマク - 増加している タングステン 使用済み。 これは、この要素が高温に非常に耐性があるためです。 それか プラズマ ただし、反応器のタングステン壁に損傷を与える可能性があり、その結果、タングステンがプラズマに入り、汚染されます。 ホウ素は、タングステンを悪影響から保護し、プラズマへの侵入を防ぎます。 さらに、などの不要な要素を吸収します。 酸素、他のソースからプラズマに入ることができます。 これらの要素は、 プラズマ そして、反応の終結につながります。

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原子炉を使用する方法が必要でした ボル それなしでコートする トカマクの磁場 実験は、フランスの代替エネルギーおよび原子力委員会 (CEA) によって運営されている、定常状態トカマク (WEST) の W 環境で実施されました。 タングステン 派生している - 数少ないもののXNUMXつです トカマク、その壁は完全にタングステンでできています。 また、このデバイスは、記録破りの長いことも特徴です 応答時間 アウト。 また、その超伝導磁石は、将来の核融合炉用の磁石を構築するために使用される材料でできているため、テスト サイトとしても選択されました。

核融合（核融合反応）はプロセスです、太陽で期限切れになります。 それは、大量の エネルギー 生成されます。 融合を行うには非常に高い温度が必要です。 まさにこれらの高温が大きな問題を引き起こします. 温度は数百万度に達し, 原子炉の材料に危険をもたらします. このため, 耐火タングステンは保護のためにホウ素でコーティングされています. しかし、原子炉内は過酷な環境にあり、保護層がすり減っています。 再適用する必要があります。 したがって、反応器を頻繁に停止することなくコーティングを復元する方法を開発する必要がありました。 ボロンインワン 働くトカマク 貢献することは、日常生活を中断することなくアパートを掃除するようなものです。 CEA の Alberto Gallo 氏は生々しく説明します。

アメリカ人によって開発された装置は、トカマクの上に取り付けられています。 それは使用しています 精密アクチュエータ粉体をホッパーからトカマクの真空チャンバーに移動します。 粉体の塗布量と塗布速度を微調整できる機構を採用。 このデバイスは用途が広く、ホウ素だけでなく、他の材料にも使用できます。 したがって、他の設計の核融合炉にも役立ちます。 これは将来非常に役立つ可能性があると Bodner 氏は言います。

実験の結果は、デバイスの開発者自身を驚かせました。 注入されたホウ素はタングステンを保護するだけではないことが判明しました。 より高い温度になるように粉末を投入すると、反応に有利なプラズマの閉じ込めが増加し、ボドナーが追加されることがわかりました。 この現象は、不利な状況が発生することなく発生したため、特に役立ちました。 Hモード 発生した。 これは、プラズマの閉じ込めが大幅に増加し、エッジ プラズマの不安定性を引き起こす状態です (ELM - エッジ ローカライズ モード）と脅します。 次に、ELM はプラズマの外側で熱放散を引き起こし、反応全体の効率を低下させ、リアクターのコンポーネントを損傷する危険性があります。 「H モードに移行して ELM を作成する危険を冒すことなく、H モードと同程度のプラズマ閉じ込めを達成できることは素晴らしいニュースです」と Bodner 氏は熱心に語っています。

近い将来、科学者たちは、追加されたホウ素の量が実際にどのくらいの量を引き起こすかをテストしたい実験を計画しています。 保護層 反応器の壁に形成されます。 この知識により、彼らは、 粉末供給システム 最適化する。