Tokamaks eru tæki sem notuð eru í samruna með segulmagnaðir lokun. Í þessum viðbrögðum er öflugt segulsvið notað til að stjórna og innihalda heitt samrunaeldsneytisplasma í kjarna kjarnans. Plasma er hitað upp í háan hita með hlutlausum geislainnspýtingu eða útvarpsbylgjuhitun. Meginmarkmiðið er að viðhalda stöðugu plasmaástandi þar sem samrunahvörf geta átt sér stað stöðugt, sem gefur ótakmarkaðan orkugjafa.
Nýleg rannsókn vísindamanna við Oakridge National Laboratory (ORNL), Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) og Tokamak Energy Ltd markar mikil bylting í rannsóknum á samrunaorku. Hópurinn náði nærri 100 milljón gráðum á Celsíus, sem er nauðsynlegt fyrir samrunaorkuver til að framleiða orku í atvinnuskyni.
Auk þess náðu þeir háum hita í þéttum tokamak, sem enginn hafði gert áður!
Í þessari rannsókn lögðu vísindamennirnir áherslu á að bæta rekstrarskilyrði hásviðs kúlulaga tokamaks (ST) sem kallast ST40. Í samanburði við önnur hitakjarnatæki einkennist ST40 tækið af smærri stærð og kúlulaga plasma.
Teymið notaði svipaða nálgun og notuð var á tíunda áratugnum á TFTR tokamak, sem framleiddi meira en 1990 milljón vött af samrunaafli. ST10 starfaði í hringlaga segulsviði (kleinhringilaga) með styrk rétt yfir 40 Tesla.
Til að hita plasmaið notaði teymið 1,8 milljón vött af orkumiklum hlutlausum ögnum. Þrátt fyrir að plasmalosunin, eða tímabilið þegar hitakjarnahvörf áttu sér stað, hafi aðeins staðið í 0,15 sekúndur, náði hitastig jónanna í kjarnanum meira en 100 milljón gráður á Celsíus.
Til að mæla hitastig jóna notaði teymið TRANSP flutningskóðann sem þróaður var hjá PPPL. Þessi kóði er gagnlegur vegna þess að hann tekur tillit til mældra hitastigssniða óhreininda og deuteriums, aðaleldsneytis sem notað er í samrunakjarna.
Þeir komust að því að hitastig fyrir óhreinindi fer yfir 8,6 keV (um 100 milljón gráður á Celsíus), en hitastig fyrir deuterium er nálægt þessu gildi. Þessi niðurstaða bendir til þess að hitunaraðferðin sem notuð var í tilrauninni hafi verið árangursrík til að ná æskilegu háu hitastigi.
Niðurstöðurnar gefa bjartsýni fyrir framtíðaruppbyggingu varmakjarnorkuvera sem byggja á þéttum kúlulaga hásviðs tokamakum. Þessar framfarir gætu leitt til skilvirkari og hagkvæmari lausna á sviði samrunaorku, sem býður upp á vænlega leið til sjálfbærrar og hreinnar orkuframleiðslu.
Lestu líka: