Urządzenie nazwane ogranicznik płynno-litowy (liquid lithium limiter), zapewnia obieg ciekłego, ochronnego metalu na powłoce zewnętrznej chińskiego Eksperymentalnego Zaawansowanego Nadprzewodzącego Tokamaka, w skrócie, z angileskiego - EAST.
Ogranicznik zapobiega ochłodzeniu plazmy, wstrzymaniu reakcji fuzji. Pismo Nuclear Fusion publikuje rezultaty eksperymentu w marcu 2016. Badania były wspierane przez DOE Office of Science.
"Uzyskaliśmy w tokamaku ciągły, zamknięty przepływ litu przez kilka godzin. Za pomocą powierzchni przepływającego ciekłego litu ociągnęliśmy wysokie utrzymanie plazmy, redukcję odnawiania izotopu wodoru - deuteru, na poziomie dostępnym wcześniej tylko dzięki technologi powłok odparowanego litu. Krążący lit zapewnia świeżą, czystą powłokę która może być użyta w czasie długotrwałych zapłonów plazmowych." Mówi Rajesh Maingi, szef brzegowych badań fizycznych i elementów plazmo-stykowych na PPPL.
Oprócz Mainginiego do międzynarodowego zespołu należą również, inżynier Charles Gentile oraz mentor Leonid Zakharov, który wcześniej pracował na PPPL. Naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy Chińskiej Akademii Nauki są również częścią grupy, która zbudowała ogranicznik używający jedynie małej ilość litu pod niskim ciśnieniem, dla zapewnienia bezpieczeństwa.
Limiter o którym mowa, wyposażono w elektromagnetyczną pompę, która zapewnia obieg litu z dystrybutora na szczyt zaokrąglonej płyty przewodzącej, wewnątrz tokamaka EAST. Pompa ta współdziała z polem magnetyczny wewnątrz EAST dostarczając lit na szczyt płyty w czasie wyładowań w plazmie. Lit następnie spływa przednią powierzchnią płyty i służy jako główny punkt styku między plazmą a elementami konstrukcyjnymi tokamaka.
System ten zmniejsza produkcję zanieczyszczeń które zwykle powstają kiedy plazma styka się z innymi komponentami tokamaka. Ponadto plazma toleruje większą ilość zanieczyszczeń litowych niż zanieczyszczeń z innych materiałów, ponieważ niska liczba atomowa litu zapewnia bardzo małą produkcję promieniowania które chłodzi rdzeń plazmy.
Lit będąc głównym punktem kontaktu z plazmą absorbuje gorące jony deuteru, które dryfują od centrum plazmy, zapobiega ich zderzaniom z wewnętrznymi ścianami tokamaka, czyli inaczej zapobiega ich ochładzaniu. Ograniczenie "zimnego" deuteru na krawędzi plazmy redukuje różnicę temperatury między gorącym centrum plazmy a jej chłodniejszym obrzeżem, redukuje tym samym turbulencje wewnątrz samej plazmy. Na marginesie, mimo wszystko znaleziono ślady kontaktu jonów z powierzchnią ogranicznika, na powierzchni cienkiej nierdzewnej foli stalowej stwierdzono uszkodzenia spowodowane przez jony, jest to przyczynek do dalszego ulepszania projektu.
Naukowcy zwiększyli ich kontrolę nad ilością litu spływającego po przedniej ścianie płyty przewodzącej, kontrolując wartość prądu elektrycznego oddziałującego na elektromagnetyczną pompę. Ta kontrola była ważna, ponieważ naukowcy nie wiedzieli przed eksperymentem, jaka ilość litu będzie potrzebna do utrzymania optymalnych własności plazmy. Większa kontrola nad limiterem oznacza większą kontrolę nad osiągami tokamaka, to kluczowa zdolność kiedy próbuje się wytworzyć i podtrzymać optymalne warunki dla reakcji termojądrowej.
Podsumowując, eksperyment potwierdził, że ciekły lit może być re-dystrybuowany elektromagnetycznym urządzeniem pompującym współpracującym z polem magnetycznym tokamaka, krążący ciekły metal może poprawić osiągi reaktora. Następny krok badań przewiduje modyfikacje powierzchni limitera, tak aby zmniejszyć uszkodzenia powodowane przez kontakt z jonami
Źródło: phys.org
Subskrybuj:
Komentarze do posta (Atom)
Bottom Ad [Post Page]
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz