ພາຍໃນອຸປະກອນ Helical ຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຍີ່ປຸ່ນ (LHD) stellarator, ສ້າງຂຶ້ນເພື່ອທົດສອບການກັກຂັງ plasma fusion. ສິນເຊື່ອ: Justin Ruckman
ຄວາມເຂົ້າໃຈໃຫມ່ໃນການເຂົ້າໃຈຄວາມວຸ້ນວາຍໃນ fusion plasmas.
ເພື່ອບັນລຸ fusion ໃນໂຮງງານໄຟຟ້າ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະຈໍາກັດ plasma ທີ່ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງຫຼາຍກ່ວາ 100 ລ້ານອົງສາໃນສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແລະຮັກສາມັນໄວ້ເປັນເວລາດົນນານ.
ກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວານໍາໂດຍຜູ້ຊ່ວຍສາດສະດາຈານ Naoki Kenmochi, ສາດສະດາຈານ Katsumi Ida, ແລະຮອງສາດສະດາຈານ Tokihiko Tokuzawa ຂອງສະຖາບັນວິທະຍາສາດແຫ່ງຊາດ Fusion (NIFS), ສະຖາບັນວິທະຍາສາດທໍາມະຊາດແຫ່ງຊາດ (NINS), ປະເທດຍີ່ປຸ່ນ, ການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງມືວັດແທກທີ່ພັດທະນາເປັນເອກະລາດແລະການຮ່ວມມື. ຂອງສາດສະດາຈານ Daniel J. den Hartog ຈາກມະຫາວິທະຍາໄລ Wisconsin, ສະຫະລັດອາເມລິກາ, ຄົ້ນພົບເປັນຄັ້ງທໍາອິດໃນໂລກທີ່ຄວາມວຸ່ນວາຍເຄື່ອນຍ້າຍໄວກວ່າຄວາມຮ້ອນເມື່ອຄວາມຮ້ອນຫຼົ່ນລົງໃນ plasmas ໃນອຸປະກອນ Helical ຂະຫນາດໃຫຍ່ (LHD). ລັກສະນະຫນຶ່ງຂອງຄວາມວຸ່ນວາຍນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດຄາດຄະເນການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ plasma, ແລະຄາດວ່າການສັງເກດການຂອງຄວາມວຸ່ນວາຍຈະນໍາໄປສູ່ການພັດທະນາວິທີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ plasma ໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງໃນອະນາຄົດ.
ໃນ plasma ອຸນຫະພູມສູງທີ່ຖືກກັກຂັງໂດຍສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ, "ຄວາມວຸ້ນວາຍ," ເຊິ່ງເປັນການໄຫຼວຽນຂອງ vortexes ຂອງຂະຫນາດຕ່າງໆ, ຖືກສ້າງຂຶ້ນ. ຄວາມປັ່ນປ່ວນນີ້ເຮັດໃຫ້ plasma ຖືກລົບກວນ, ແລະຄວາມຮ້ອນຈາກ plasma ທີ່ຖືກກັກຂັງໄດ້ໄຫຼອອກໄປຂ້າງນອກ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ອຸນຫະພູມ plasma ຫຼຸດລົງ. ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫານີ້, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈລັກສະນະຂອງຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມປັ່ນປ່ວນໃນ plasma. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມວຸ້ນວາຍໃນ plasmas ແມ່ນສັບສົນຫຼາຍທີ່ພວກເຮົາຍັງບໍ່ທັນໄດ້ບັນລຸຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງເຕັມທີ່ກ່ຽວກັບມັນ. ໂດຍສະເພາະ, ວິທີທີ່ຄວາມວຸ້ນວາຍທີ່ຜະລິດເຄື່ອນຍ້າຍໃນ plasma ແມ່ນບໍ່ເຂົ້າໃຈດີ, ເພາະວ່າມັນຕ້ອງການເຄື່ອງມືທີ່ສາມາດວັດແທກການວິວັດທະນາການເວລາຂອງຄວາມວຸ້ນວາຍນາທີທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວສູງແລະຄວາມລະອຽດ spatiotemporal ສູງທີ່ສຸດ.
"ສິ່ງກີດຂວາງ" ສາມາດປະກອບຢູ່ໃນ plasma, ເຊິ່ງເຮັດຫນ້າທີ່ສະກັດກັ້ນການຂົນສົ່ງຄວາມຮ້ອນຈາກສູນກາງອອກໄປຂ້າງນອກ. ສິ່ງກີດຂວາງເຮັດໃຫ້ລະດັບຄວາມກົດດັນທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນ plasma ແລະສ້າງຄວາມປັ່ນປ່ວນ. ຜູ້ຊ່ວຍສາດສະດາຈານ Kenmochi ແລະກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງລາວໄດ້ພັດທະນາວິທີການທີ່ຈະທໍາລາຍອຸປະສັກນີ້ໂດຍການສ້າງໂຄງສ້າງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ. ວິທີການນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສຸມໃສ່ຄວາມຮ້ອນແລະຄວາມປັ່ນປ່ວນທີ່ໄຫຼຢ່າງແຂງແຮງໃນຂະນະທີ່ອຸປະສັກແຕກ, ແລະສຶກສາຄວາມສໍາພັນຂອງພວກເຂົາຢ່າງລະອຽດ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໂດຍໃຊ້ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຂອງຄວາມຍາວຄື່ນຕ່າງໆ, ພວກເຮົາວັດແທກການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມແລະຄວາມຮ້ອນຂອງກະແສໄຟຟ້າຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແລະຄວາມປັ່ນປ່ວນຂະຫນາດ millimeter ທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງສູງສຸດຂອງໂລກ. ກ່ອນໜ້ານີ້, ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ຄວາມວຸ້ນວາຍ ເຄີຍເຄື່ອນທີ່ເກືອບພ້ອມໆກັນດ້ວຍຄວາມໄວ 5,000 ກິໂລແມັດຕໍ່ຊົ່ວໂມງ (3,100 ໄມຕໍ່ຊົ່ວໂມງ), ປະມານຄວາມໄວຂອງຍົນ, ແຕ່ການທົດລອງນີ້ໄດ້ນຳໄປສູ່ການຄົ້ນພົບຄວາມວຸ້ນວາຍຄັ້ງທຳອິດຂອງໂລກທີ່ເຄື່ອນໄປກ່ອນຄວາມຮ້ອນຢູ່ທີ່ ຄວາມໄວ 40,000 ກິໂລແມັດຕໍ່ຊົ່ວໂມງ (25,000 ກິໂລແມັດຕໍ່ຊົ່ວໂມງ). ຄວາມໄວຂອງຄວາມປັ່ນປ່ວນນີ້ແມ່ນໃກ້ກັບລູກສອນໄຟ.
ຜູ້ຊ່ວຍສາດສະດາຈານ Naoki Kenmochi ກ່າວວ່າ, "ການຄົ້ນຄວ້ານີ້ໄດ້ກ້າວໄປສູ່ຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຄວາມວຸ້ນວາຍໃນ fusion plasmas. ລັກສະນະໃຫມ່ຂອງຄວາມວຸ່ນວາຍ, ວ່າມັນເຄື່ອນທີ່ໄວກວ່າຄວາມຮ້ອນໃນ plasma, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າພວກເຮົາອາດຈະສາມາດຄາດຄະເນການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ plasma ໂດຍການສັງເກດເບິ່ງຄວາມວຸ້ນວາຍທີ່ຄາດຄະເນ. ໃນອະນາຄົດ, ອີງຕາມການນີ້, ພວກເຮົາຄາດວ່າຈະພັດທະນາວິທີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ plasma ໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ."
ອ້າງອິງ: “ການແຜ່ກະຈາຍຂອງກຳມະຈອນທີ່ເກີດຄວາມວຸ້ນວາຍໃນເຫດການຫິມະຕົກໃນ plasma ທີ່ມີແມ່ເຫຼັກ” ໂດຍ N. Kenmochi, K. Ida, T. Tokuzawa, R. Yasuhara, H. Funaba, H. Uehara, DJ Den Hartog, I. Yamada, M. Yoshinuma, Y. Takemura ແລະ H. Igami, 16 ພຶດສະພາ 2022, ບົດລາຍງານວິທະຍາສາດ.
DOI: 10.1038 / s41598-022-10499-z
