פיזיקאים של JET מוכנים לבדוק את הדלק לטוקמאק של ITER
הטוקמאק הבריטי טורוס אירופי משותף (מטוס סילון) בקרוב יתחיל לבדוק תערובת דלק שתשמש בעתיד ITER, כור ההיתוך הגדול ביותר בעולם. היתוך גרעיני הוא תהליך המתרחש בשמש. שליטה בהם יכולה לספק לאנושות מקור כמעט בלתי נדלה של אנרגיה נקייה.
מטוס סילון קטן פי 10 מ ITER. בדצמבר היה שם עם ניסויים טריטיום התחיל. בכך האנושות מובילה לראשונה מאז 1997 תגובות היתוך עם כמויות משמעותיות של אלמנט זה דרך.
ביוני השנה יחלו בדיקות בהן כמויות שוות של טריטיום ו- דויטריום מעורבים בתגובה. ככה בדיוק ITER יעבוד, כדי שנוכל להוציא יותר אנרגיה מההיתוך ממה שהכנסנו לתוכו. עד כה, האנושות לא הצליחה לייצר שום רווח אנרגיה נטו מההיתוך.
וידאו רק כדוגמה.
לבסוף, לאחר שנים של הכנה, הגענו למצב בו אנו יכולים להתחיל לבדוק. אנחנו מוכנים, אומרת ג'ואל מאליו, העומדת בראש תכנית המדע ב- JET. הניסויים ב- JET יעזרו למדענים לחזות כיצד זה יסתדר פלזמה ב- ITER והתאם את פרמטרי ההפעלה של הטוקמאק הגדול בהתאם. זו הסימולציה הכי קרובה של תנאי ה- ITER שאנחנו יכולים לעשות כרגע, מסביר טים לוס, המדען הראשי ב- ניסוי ITER. המבחנים ש- JET מתכוננת אליהם הם שיאה של שני עשורים של מחקר. ITER צפויה לפעול בשנת 2. בנקודת זמן זו יהיו בו אנרגיות נמוכות תגובות מבוצע עם מימן. אולם משנת 2035 הוא ישתמש רק בטריטיום ודאוטריום ביחס של 1: 1. גם ITER וגם JET משתמשים בשדה מגנטי חזק מאוד כדי להחזיק ולדחוס את הפלזמה. הטמפרטורות ב- JET יכולות להגיע ל -100 מיליון מעלות צלזיוס. זה גבוה פי כמה מאשר בליבת השמש.
הניסויים האחרונים שביצעה האנושות באיחוי טריטיום בוצעו רק ב- JET. המטרה הייתה לקבוע שיא היחס בין האנרגיה שנצברה לבין האנרגיה המשומשת. JET קבע שיא של ש = 0,67 שתקף עד היום. מטרת הניסוי השנה היא להשיג תוצאה דומה ולשמור על התגובה למשך 5 שניות לפחות. בדרך זו, המדענים רוצים להשיג נתונים על התנהגות הפלזמה לתקופה ארוכה יותר.
עובד עם טריטיום מציב בפני המומחים אתגרים חדשים. המומחים ב- מטוס סילון ביליתי את השנתיים האחרונות בהתאמת הציוד והכנתם לעבודה עם היסוד הרדיואקטיבי הזה. לטריטיום מחצית חיים קצרה מאוד, מתרחשת באופן טבעי בעקבות והיא מיוצרת כמוצר ביניים על ידי תחנות כוח גרעיניות. הייצור העולמי הכולל של טריטיום הוא 2 קילוגרם בלבד.
ברגע שה- ניסויים בטריטיום החלק הפנימי של JET הופך לרדיואקטיבי ואין להזין אותו במשך 18 חודשים. היינו צריכים לשנות את הנהלים שלנו. הכל צריך לעבוד בפעם הראשונה. לא נוכל להיכנס לשם ולעשות שום דבר, מסביר איאן צ'פמן. במהלך הבדיקות, JET ישתמש בפחות מ- 60 גרם טריטיום, הממוחזר. דלק המכיל שבריר גרם טריטיום מתווסף 3 עד 14 פעמים ביום טוקמאק מוזרק. כל אחת מהזריקות הללו היא ניסוי נפרד עם פרמטרים מעט שונים, וכל אחת מהן מעניקה למדענים 3 עד 10 שניות של נתונים שימושיים. באופן זה, אנו רוצים לאמת את הידע הנוכחי שלנו ולהשתמש בו להמשך העבודה, אומר Mailloux. בחלק מהניסויים משתמשים רק בטריטיום, באחרים משתמשים בו טריטיום und דויטריום משמש בפרופורציות שוות.
בשני סוגי הניסויים, החוקרים רוצים להבין כיצד מסה גבוהה יותר של טריטיום משפיעה על התנהגות ה- פלזמות משפיע. ביסוד זה יש שני נויטרונים בגרעין שלו, ואילו לדאוטריום יש אחד, ומימן - אין. מחקר זה יעזור לחזות מה יקרה ב- ITER בעתיד. הסיבה לכך היא שמסת האיזוטופים משפיעה על השדה המגנטי או על טמפרטורת הפלזמה. "אנחנו צריכים לחקור מה קורה שם ומדוע זה קורה", מסבירה אנה ווייט, פיזיקאית פלזמה ב- MIT.
הבדל חשוב נוסף לניסויים האחרונים בטריטיום בשנת 1997 הוא שהפנים של מטוס סילון עכשיו מרופד באותם חומרי מגן כמו החלק הפנימי של ITER. מכיוון שחומרים אלה יכולים לתת אנרגיה לפלזמה ולקרר אותה, ההבנה כיצד הם משפיעים על היתוך היא קריטית. ואל תשכח עוד גורם חשוב מאוד. אֲנָשִׁים. הניסויים האחרונים עם טריטיום בוצעו לפני 24 שנה. לדור הפיזיקאים החדש אין שום ניסיון עם היסוד הזה. כעת יש להם הזדמנות ללמוד מעמיתים מנוסים יותר.