نظریه جدید میدان مغناطیسی ما رابه همجوشی هسته ای نزدیکتر میکند

بخش اعظم تحقیقات در خصوص همجوشی هسته ای بر راکتورهای "محصورسازی مغناطیسی" تمرکز دارد



محققان وزارت انرژی آمریکا (DoE) و دانشگاه پرینستون نظریه ای جدید را در بحث پلاسما ارایه داده اند که می تواند به دانشمندان در درک و شناخت شعله های خورشیدی و نیروی فیوژن یا همجوشی کمک کند. بخش اعظم تحقیقات در خصوص همجوشی هسته ای بر راکتورهای "محصورسازی مغناطیسی" تمرکز دارد که از آهنرباهای بسیار قدرتمند برای همجوشی پلاسمای هیدروژن با هلیوم استفاده می کند. یکی از بزرگترین مشکلات این روش این است که پلاسما خود میدان های مغناطیسی جدیدی ایجاد می کند که با واکنش ها تداخل پیدا می کند.


پلاسما (حالتی از ماده که پدیدآورنده رعد وبرق و نورهای نئون است) اغلب حاوی ذرات بارداری است که میدان مغناطیسی ایجاد می کنند و این میدان های مغناطیسی می توانند در طی روندی موسوم به اتصال مجدد مغناطیسی شکسته و از هم جدا شوند. این امر منشا شعله های خورشیدی (ویدیوی زیر) ، انفجارات اشعه کیهانی و نورهای شمالی بر روی کره زمین است. اما، نظریه های موجود نمی توانند چگونگی تفکیک و اتصال مجدد سریع میادین مغاطیسی، که به نظر قوانین فیزیک را نقض می کند، را توضیح دهند.


اتصال مجدد مغناطیسی به خصوص در داخل راکتورهای محصورسازی مغناطیسی Tokamak ایجاد اختلال می کند. با تغییر ناگهانی میادین مغناطیسی ایجاد شده توسط پلاسما، امکان شکسته شدن میادین خارجی که پلاسما را در جای خود نگه می دارند وجود دارد که به کاهش نیروهای لازم برای ادامه واکنش منجر می شود.


برای رفع این مشکل، محققان پدیده ای به نام "عدم ثبات پلاسموییدی" را مورد بررسی قرار دادند که صفحات دو بعدی مغناطیسی را به "جزایر" کوچکتر و نازک تر تبدیل می کند. آنطور که در این تحقیق عنوان شده، زمانی که یک صفحه به اندازه مشخصی شکسته می شود، "بی ثباتی پلاسموییدی در مقیاس کوتاهی از زمان رخ می دهد که به رشد انفجاری پلاسوییدها منجر می شود". بدین ترتیب میدان های مغناطیسی در جهت دیگری مجدد شکل می گیرند که شعله های خورشیدی و سایر پدیده ها را ایجاد می کند.


محققان هنوز در خصوص علت شکست پلاسما به جزایر اطمینان ندارد، چرا که این پدیده قوانین انرژی در فیزیک را نقض می کند. بهر حال، این تحقیق می تواند امکان پیش بینی شعله ها و انفجارهای خورشیدی، انفجارهای اشعه گاما و بسیاری از فعالیت های تهاجمی دیگر را تسهیل کند. شاید مهمترین کاربرد این تحقیق این باشد که نتایج آن درک بهتر میادین مغناطیسی که توسط پلاسما در درون راکتورهای همجوشی Tokamak ایجاد می شوند را ممکن سازد. اگر چنین اتفاقی رخ دهد، بسیاری از مشکلات مربوط به انرژی حل خواهد شد.

منبع :