Historický objav vo sfére jadrovej fúzie: Turbulencia v horúcej plazme môže dosiahnuť oveľa väčšie rýchlosti, než sa predpokladalo
Vedecká spolupráca dvoch japonských inštitútov otvára do budúcna dvere k novým procesom monitorovania jadrovej fúzie.
Proces jadrovej fúzie sa považuje za budúcnosť ľudstva a spôsob, ako vyrobiť čistú a obnoviteľnú energiu. Lenže na to, aby mohla vzniknúť prvá fúzna elektráreň potrebujú vedci nájsť spôsob, ako udržať plazmu s teplotou 100-miliónov °C uväznenú v magnetickom poli dostatočne dlhú dobu, píše portál Eurekalert.
Výskum vznikajúci pod spoluprácou dvoch japonských inštitútov NIFS (pozn. redakcie: Natonal Institute for Fusion Science) a NINS (pozn. redakcie: National Institutes of Natural Sciences), objavili nástroj, ktorý by mohol v budúcnosti viesť ku kontrole teploty plazmy v reaktore v reálnom čase. Počas svojho výskumu si všimli, že vo fúznom reaktore Large Helical Device, sa turbulencie pohybujú rýchlejšie ako unikajúce teplo z plazmy. Jedna z charakteristík zaznamenanej turbulencie vedcom umožňuje predpovedať zmeny v teplote plazmy.
Pod turbulenciou sa rozumie prúd vírov, ktoré môžu mať rôzne veľkosti. Pri fúznych experimentoch sa vytvorí horúca plazma, ktorá je následne uväznená magnetickým poľom. V nej môžu vznikať turbulencie. Tie spôsobia narušenie plazmy, ktorá dôsledkom toho stráca svoju teplotu, čo môže byť pri procese jadrovej fúzie vážnym problémom. Je preto dôležité chápať charakteristiky tepla a hlavne turbulencie, ktorá sa v plazme vytvorí. Tento jav ale nie je vzhľadom na jeho komplexnosť, plne pochopený.
Pochopenie turbulencie v plazme
Záhadou ostáva hlavne to, ako sa vzniknutá turbulencia v plazme pohybuje. Na to, aby mohli vedci jej pohyb zmerať sa vyžadujú nástroje, schopné sledovať vývoj krátkej turbulencie s extrémne vysokou citlivosťou a vysokým rozlíšením. Predpokladá sa, že turbulencia vzniká vytvorením bariéry zabraňujúcej šíreniu tepla z centra smerom k okrajom. Takáto bariéra vytvorí výrazný prechod medzi tlakom v plazme a vedie ku vzniku turbulencie. V novej štúdii dokázal vedecký tím asistujúceho profesora, Naoki Kenmochiho, túto bariéru prelomiť. Po prelomení bariéry mohli vedci sledovať agresívne prúdenie tepla a turbulencie, čo im umožnilo bližšie popísať vzťah medzi týmito dvoma dejmi.
Po prvýkrát v histórii sa vedcom podarilo popísať šírenie turbulencie v plazme. Predchádzajúce výskumy pracovali s predpokladom, že teplo a turbulencia sa šíria v plazme rovnako rýchlosťou a to až približne 5-tisíc km/h. Nové pozorovania však túto teóriu vyvrátili. Tím pozoroval turbulenciu, ktorá sa šírila rýchlejšie ako teplo, a to až rýchlosťou približne 40-tisíc km/h.
Neprehliadnite
„Rýchlosť turbulencie sa približuje rýchlosť rakety,“ píšu vedci vo svojej práci.
Ako píšu vedci vo svojej práci, toto pozorovanie výrazne posunulo ich chápanie turbulencie v plazme vytvorenej pre proces jadrovej fúzie. Pomocou tejto novej charakteristiky turbulencie sa vedcom do budúcna otvára možnosť predpovedať tepelné zmeny v plazme sledovaním turbulencie. V budúcnosti by dokonca mohli objaviť metódu, prostredníctvom ktorej by v reálnom čase dokázali pozorovať zmeny teploty v plazme.
Komentáre