Perlambatan elektron melarikan diri membuka jalan bagi kekuatan fusi

Anonim

Daya fusi memiliki potensi untuk menyediakan energi bersih dan aman yang bebas dari emisi karbon dioksida. Namun, meniru proses energi matahari adalah tugas yang sulit untuk dicapai. Dua fisikawan plasma muda di Chalmers University of Technology telah mengembangkan model teknologi yang dapat mengarah pada metode yang lebih baik untuk memperlambat elektron yang melarikan diri yang dapat menghancurkan reaktor masa depan tanpa peringatan.

Dibutuhkan tekanan dan suhu tinggi sekitar 150 juta derajat untuk membuat atom menyatu. Selain itu, elektron pelarian mendatangkan malapetaka di reaktor fusi yang saat ini sedang dikembangkan. Di reaktor tokamak, medan listrik yang tidak diinginkan dapat membahayakan seluruh proses. Elektron dengan energi sangat tinggi tiba-tiba dapat mempercepat kecepatan begitu tinggi sehingga mereka menghancurkan dinding reaktor.

Ini adalah elektron yang melarikan diri yang mahasiswa doktoral Linnea Hesslow dan Ola Embréus telah berhasil diidentifikasi dan diperlambat. Bersama dengan penasihat mereka, Profesor Tünde Fülöp di Departemen Fisika Chalmers, mereka telah secara efektif mengurangi elektron yang melarikan diri dengan menyuntikkan apa yang disebut ion berat neon atau argon dalam bentuk gas atau pelet.

Ketika elektron bertabrakan dengan muatan tinggi di inti ion, mereka menghadapi resistensi dan kehilangan kecepatan. Banyak tabrakan membuat kecepatan dikontrol dan memungkinkan proses fusi berlanjut. Dengan menggunakan deskripsi matematis dan simulasi plasma, adalah mungkin untuk memprediksi energi elektron - dan bagaimana ia berubah di bawah kondisi yang berbeda.

"Ketika kita dapat secara efektif mengurangi kecepatan elektron yang melarikan diri, kita adalah satu langkah lebih dekat ke reaktor fusi fungsional. Mempertimbangkan ada begitu sedikit pilihan untuk memecahkan kebutuhan energi dunia yang terus berkembang dengan cara yang berkelanjutan, energi fusi sangat menarik, karena ia mendapatkan bahan bakar dari air laut biasa, "kata Linnea Hesslow.

Dia dan rekan-rekannya baru-baru ini mempublikasikan artikel mereka di jurnal Physical Review Letters yang terkenal . "Minat dalam pekerjaan ini sangat besar. Pengetahuan ini diperlukan untuk eksperimen skala besar di masa depan dan memberikan harapan untuk menyelesaikan masalah yang sulit. Kami berharap pekerjaan ini akan membuat dampak besar ke depan, " kata Profesor Tünde Fülöp.

Meskipun kemajuan besar dibuat dalam penelitian energi fusi selama lima puluh tahun terakhir, masih belum ada pembangkit listrik fusi komersial. Saat ini, semua mata tertuju pada kerjasama penelitian internasional terkait dengan reaktor ITER di Perancis selatan.

"Banyak yang percaya itu akan berhasil, tetapi lebih mudah untuk melakukan perjalanan ke Mars daripada untuk mencapai fusi. Anda dapat mengatakan bahwa kita mencoba untuk memanen bintang di Bumi, dan itu bisa memakan waktu. Suhu yang dibutuhkan sangat tinggi, lebih panas daripada pusat matahari, bagi kita untuk berhasil mencapai fusi di bumi. Itulah mengapa saya berharap penelitian diberikan sumber daya yang dibutuhkan untuk memecahkan masalah energi pada waktunya, "kata Linnea Hesslow.

Fakta: Energi fusi dan elektron yang melarikan diri

Energi fusi terjadi ketika inti atom ringan digabungkan menggunakan tekanan tinggi dan suhu sangat tinggi sekitar 150 juta derajat Celcius. Energi diciptakan dengan cara yang sama seperti di matahari. Daya fusi adalah alternatif yang jauh lebih aman untuk tenaga nuklir, yang didasarkan pada pemisahan (fisi) atom berat. Jika ada yang salah dalam reaktor fusi, seluruh proses berhenti dan menjadi dingin. Berbeda dengan kecelakaan nuklir, tidak ada risiko lingkungan sekitarnya yang terpengaruh. Bahan bakar dalam reaktor fusi beratnya tidak lebih dari perangko, dan bahan baku berasal dari air laut biasa.

menu
menu