Τεχνολογία-Νέες Εφαρμογές

Ένα μη αναμενόμενο ηλεκτρικό ρεύμα θα μπορούσε να σταθεροποιήσει τις αντιδράσεις σύντηξης

Written by Δ.Μ.

Επιστήμονες στο Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ανακάλυψαν πως είναι δυνατός ο σχηματισμός ηλεκτρικών ρευμάτων με τρόπους που δεν ήταν γνωστοί στο παρελθόν, που παρέχουν μεγαλύτερες δυνατότητες ως προς την ενέργεια από σύντηξη- τη διαδικασία που τροφοδοτεί με ενέργεια τα άστρα.

Share

Επιστήμονες στο Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ανακάλυψαν πως είναι δυνατός ο σχηματισμός ηλεκτρικών ρευμάτων με τρόπους που δεν ήταν γνωστοί στο παρελθόν, που παρέχουν μεγαλύτερες δυνατότητες ως προς την ενέργεια από σύντηξη- τη διαδικασία που τροφοδοτεί με ενέργεια τα άστρα.

unexpected electrical current that could stabilize fusion reactions

«Είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε ποιες διαδικασίες παράγουν ηλεκτρικά ρεύματα στο πλάσμα και ποια φαινόμενα αλληλεπιδρούν με αυτά» είπε ο Ian Ochs, επικεφαλής συγγραφέας ενός επιστημονικού άρθρου στο Physics of Plasmas. «Είναι το κύριο εργαλείο που χρησιμοποιούμε για να ελέγχουμε το πλάσμα στην έρευνα πάνω στη μαγνητική σύντηξη».

Η σύντηξη είναι η διαδικασία κατά τη οποία συγκρούονται ελαφρά στοιχεία υπό τη μορφή πλάσματος- η θερμή, φορτισμένη κατάσταση της ύλης που αποτελείται από ελεύθερα ηλεκτρόνια και πυρήνες ατόμων- παράγοντας τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Οι επιστήμονες επιδιώκουν να αναπαράγουν τη σύντηξη για να επιτύχουν την παραγωγή ανεξάντλητης ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρισμού.

Τα απρόσμενα ρεύματα εμφανίζονται στο πλάσμα εντός εγκαταστάσεων σύντηξης σχήματος ντόνατ που είναι γνωστές ως tokamak. Τα ρεύματα σχηματίζονται όταν ένας συγκεκριμένος τύπος ηλεκτρομαγνητικού κύματος σχηματίζεται στιγμιαία. Αυτά τα κύματα ωθούν κάποια από τα ήδη κινούμενα ηλεκτρόνια, «που καβαλούν το κύμα σαν σέρφερ πάνω σε μια σανίδα του σερφ» είπε ο Ian Ochs.

Ωστόσο οι συχνότητες αυτών των κυμάτων έχουν σημασία: Όταν η συχνότητα είναι υψηλή, το κύμα κάνει κάποια ηλεκτρόνια να κινηθούν προς τα εμπρός και άλλα προς τα πίσω. Οι δύο κινήσεις αλληλοακυρώνονται και δεν προκύπτει ρεύμα. Ωστόσο όταν η συχνότητα είναι μικρή, τα κύματα ωθούν προς τα εμπρός τα ηλεκτρόνια και προς τα πίσω τους ατομικούς πυρήνες- ιόντα, δημιουργώντας ηλεκτρικό ρεύμα. Ο Ian Ochs διαπίστωσε πως οι ερευνητές μπορούσαν να δημιουργούν τέτοια ρεύματα όταν το χαμηλής συχνότητας κύμα ήταν ενός συγκεκριμένου τύπου (ακουστικό κύμα ιόντων, ion acoustic wave) που παραπέμπει σε ηχητικά κύματα στον αέρα.

Η σημασία αυτής της ανακάλυψης ξεπερνά τα όρια του εργαστηρίου: «Υπάρχουν μαγνητικά πεδία διαφορετικών κλιμάκων στο σύμπαν, περιλαμβανομένου του μεγέθους των γαλαξιών, και δεν ξέρουμε στα αλήθεια πώς έφτασαν εκεί» είπε σχετικά. «Ο μηχανισμός που ανακαλύψαμε θα μπορούσε να είχε βοηθήσει στη δημιουργία κοσμικών μαγνητικών πεδίων, και οποιοιδήποτε μαγνητικοί μηχανισμοί μπορούν να παράγουν μαγνητικά πεδία παρουσιάζουν ενδιαφέρον στην κοινότητα των αστροφυσικών».

Τα αποτελέσματα αυτών των υπολογισμών δίνουν σε επιστήμονες τη δυνατότητα να υπολογίζουν πώς αυτά τα ρεύματα, τα οποία λαμβάνουν χώρα χωρίς να αλληλεπιδρούν απευθείας ηλεκτρόνια, αλληλεπιδρούν και αναπτύσσονται. Επίσης, τα ευρήματα αυτά βαθαίνουν την κατανόηση ενός βασικού φυσικού φαινομένου, και ήταν απρόσμενα, καθώς εμφανίζονται να έρχονται σε αντίθεση με συμβατικές αντιλήψεις- και θέτουν τις βάσεις για μελλοντικές έρευνες.

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share