ఫ్యూజన్ రియాక్షన్‌లకు అవసరమైన అతి-అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు ప్లాస్మాను వేడి చేయడానికి డయల్‌ను థర్మోస్టాట్‌లో తిప్పడం కంటే ఎక్కువ అవసరం. శాస్త్రవేత్తలు బహుళ పద్ధతులను పరిశీలిస్తారు, వాటిలో ఒకటి ప్లాస్మాలోకి విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను ఇంజెక్ట్ చేయడం, అదే ప్రక్రియ మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌లలో ఆహారాన్ని వేడి చేస్తుంది. కానీ అవి ఒక రకమైన హీటింగ్ వేవ్‌ను ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు, అవి కొన్నిసార్లు ప్లాస్మాను వేడి చేయని మరొక రకమైన తరంగాన్ని సృష్టించగలవు, ఫలితంగా శక్తిని వృధా చేస్తాయి.

సమస్యకు ప్రతిస్పందనగా, US డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ (DOE) ప్రిన్స్‌టన్ ప్లాస్మా ఫిజిక్స్ లాబొరేటరీ (PPPL) శాస్త్రవేత్తలు కంప్యూటర్ సిమ్యులేషన్‌లను ప్రదర్శించారు, ఇది స్లో మోడ్‌లు అని పిలువబడే పనికిరాని తరంగాల ఉత్పత్తిని నిరోధించే సాంకేతికతను నిర్ధారిస్తుంది, ఇది వేడిని పెంచుతుంది. ప్లాస్మా మరియు ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యల సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుంది.

“స్లో మోడ్‌లను ఎలా తగ్గించాలో అన్వేషించడానికి శాస్త్రవేత్తలు 2D కంప్యూటర్ సిమ్యులేషన్‌లను ఉపయోగించడం ఇదే మొదటిసారి” అని PPPL ప్రిన్సిపల్ రీసెర్చ్ ఫిజిసిస్ట్ మరియు ఫలితాలను నివేదించే పేపర్ యొక్క ప్రధాన రచయిత యున్-హ్వా కిమ్ అన్నారు. ప్లాస్మా యొక్క భౌతికశాస్త్రం. “ఫలితాలు మరింత సమర్థవంతమైన ప్లాస్మా తాపనానికి దారితీయవచ్చు మరియు ఫ్యూజన్ శక్తికి సులభమైన మార్గం.”

DIII-D టోకామాక్ ఫ్యూజన్ సదుపాయాన్ని ఉపయోగించే జనరల్ అటామిక్స్ నుండి పరిశోధకులను కలిగి ఉన్న బృందం, తాపన తరంగాలను ఉత్పత్తి చేసే యాంటెన్నాకు సంబంధించి కొంచెం ఐదు-డిగ్రీల స్లాంట్‌లో ఫెరడే స్క్రీన్ అని పిలువబడే మెటల్ గ్రేట్‌ను ఉంచాలని నిర్ణయించింది. హెలికాన్ తరంగాలు, స్లో మోడ్‌ల ఉత్పత్తిని ఆపివేస్తాయి. పరిశోధకులు స్లో మోడ్‌లను సృష్టించకుండా ఉండాలనుకుంటున్నారు, ఎందుకంటే హెలికాన్ తరంగాల మాదిరిగా కాకుండా, అవి ప్లాస్మాను పరిమితం చేసే అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖలను లోపలికి చొచ్చుకుపోలేవు, ఇక్కడ చాలా ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయి. అదనంగా, స్లో మోడ్‌లు ప్లాస్మా ద్వారా సులభంగా తడిసివేయబడతాయి లేదా స్నిఫ్డ్ అవుతాయి. అందువల్ల, స్లో మోడ్‌లను రూపొందించడానికి ఉపయోగించే ఏదైనా శక్తి ప్లాస్మాను వేడి చేయడానికి మరియు ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యలను ప్రోత్సహించడానికి ఉపయోగించని శక్తి.

పరిశోధకులు పెట్రా-ఎమ్ కంప్యూటర్ కోడ్‌ను ఉపయోగించి హెలికాన్ తరంగాలు మరియు స్లో మోడ్‌ల ఉత్పత్తిని అనుకరించారు, ఇది ఫ్యూజన్ పరికరాలు మరియు స్పేస్ ప్లాస్మాలలో విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను మోడల్ చేయడానికి ఉపయోగించే శక్తివంతమైన మరియు బహుముఖ ప్రోగ్రామ్. DOE కోసం జనరల్ అటామిక్స్ చేత నిర్వహించబడే డోనట్-ఆకారపు ప్లాస్మా పరికరం, DIII-D టోకామాక్‌లోని పరిస్థితులను అనుకరణలు ప్రతిబింబిస్తాయి. యాంటెన్నా యొక్క అమరిక, ఫెరడే స్క్రీన్ యొక్క అమరిక లేదా యాంటెన్నా ముందు ఎలక్ట్రాన్లు అని పిలువబడే చిన్న కణాల సాంద్రత — స్లో మోడ్‌ల ఉత్పత్తిపై ఈ క్రింది వాటిలో ఏది గొప్ప ప్రభావాన్ని చూపుతుందో పరీక్షించడానికి బృందం వర్చువల్ ప్రయోగాల శ్రేణిని నిర్వహించింది. యాంటెన్నా యొక్క ఓరియంటేషన్ నుండి ఐదు డిగ్రీలు లేదా అంతకంటే తక్కువ కోణంలో ఫెరడే స్క్రీన్ సమలేఖనం చేయబడినప్పుడు, స్క్రీన్ ప్రభావంలో, స్లో మోడ్‌లను షార్ట్ సర్క్యూట్ చేసి, అవి వాటి ముందు ఫిజిల్ అవుతాయని మునుపటి పరిశోధకులు చేసిన సూచనలను అనుకరణలు ధృవీకరించాయి. ప్లాస్మాలోకి వ్యాపిస్తుంది.

స్లో మోడ్‌ల అణచివేత అనేది ఫెరడే స్క్రీన్ ఎంత వైపుకు వంగి ఉంటుంది అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. “స్క్రీన్ ఓరియంటేషన్ ఐదు డిగ్రీల కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, స్లో మోడ్‌లు బాగా పెరుగుతాయని మేము కనుగొన్నాము” అని పేపర్ రచయితలలో ఒకరైన PPPL ప్రిన్సిపల్ రీసెర్చ్ ఫిజిసిస్ట్ మసయుకి ఒనో అన్నారు. “స్క్రీన్ అలైన్‌మెంట్‌కి స్లో మోడ్‌ల అభివృద్ధి ఎంత సున్నితంగా ఉందో చూసి మేము ఆశ్చర్యపోయాము.” శాస్త్రవేత్తలు తమ వేడిని మరింత శక్తివంతంగా మరియు సమర్థవంతంగా చేయడానికి కొత్త ఫ్యూజన్ సౌకర్యాల రూపకల్పనను సర్దుబాటు చేయడానికి ఈ సమాచారాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.

భవిష్యత్తులో, ప్లాస్మా యొక్క మరిన్ని లక్షణాలను మరియు యాంటెన్నా గురించి మరింత సమాచారంలో కారకాన్ని పరిగణించే కంప్యూటర్ అనుకరణలను అమలు చేయడం ద్వారా స్లో మోడ్‌లను ఎలా నిరోధించాలో వారి అవగాహనను పెంచుకోవాలని శాస్త్రవేత్తలు ప్లాన్ చేస్తున్నారు.

DE-AC20-09CH11466 మరియు DE-FC02-04ER54698 ఒప్పందాల క్రింద DOE యొక్క సైన్స్ కార్యాలయం (ఫ్యూజన్ ఎనర్జీ సైన్సెస్) మరియు DE-SC0024369 ఒప్పందంలో అడ్వాన్స్‌డ్ కంప్యూటింగ్ ప్రోగ్రామ్ ద్వారా DOE యొక్క సైంటిఫిక్ డిస్కవరీ ద్వారా ఈ పరిశోధనకు మద్దతు లభించింది. DE-AC02-05CH11231 మరియు అవార్డు FES-ERCAP0027700 కింద లారెన్స్ బర్కిలీ నేషనల్ లాబొరేటరీలో DOE వినియోగదారు సౌకర్యమైన నేషనల్ ఎనర్జీ రీసెర్చ్ సైంటిఫిక్ కంప్యూటింగ్ సెంటర్‌ను ఉపయోగించి అనుకరణలు జరిగాయి.



Source link

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here