Curtin-kollisionsmodeller påvirker fremtidens energi

En ny Curtin University-skabt database over elektron-molekyle reaktioner er et stort skridt fremad i at gøre kernefusionskraft til en realitet, ved at give forskere mulighed for præcist at modellere plasmaer, der indeholder molekylært brint.

Curtin-undersøgelsen, offentliggjort i tidsskriftet Atomic Data and Nuclear Data Tables, leverer data til International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) - et af de største videnskabelige projekter i verden med det formål at udvikle fusionsteknologi til elproduktion på Jorden.

ledende forsker, Ph.D. kandidat og Forrest Scholar Liam Scarlett fra Theoretical Physics Group på Curtin's School of Electrical Engineering, Computing and Mathematical Sciences sagde, at hans beregninger og den resulterende kollisionsdatabase vil spille en afgørende rolle i udviklingen af ​​fusionsteknologi.

"Vores elektron-molekyle kollisionsmodellering er et spændende skridt i det globale fremstød for at udvikle fusionskraft - en ny, ren elkilde. Fusion er den nukleare reaktion, der opstår, når atomer kolliderer og smelter sammen, frigiver enorme mængder energi. Denne proces er det, der driver Solen, og at genskabe det på Jorden kræver detaljeret viden om de forskellige typer kollisioner, der finder sted i fusionsplasmaet – det er her, min forskning kommer ind, " sagde hr. Scarlett.

"Vi udviklede matematiske modeller og computerkoder, og brugte det Perth-baserede Pawsey Supercomputing Center til at beregne sandsynligheden for forskellige reaktioner, der finder sted under kollisioner med molekyler. De molekyler, vi så på her, er dem, der er dannet af brintatomer og dets isotoper, da de spiller en vigtig rolle i fusionsreaktorer.

"Indtil nu var de tilgængelige data ufuldstændige, vores molekylære kollisionsmodellering har imidlertid produceret en nøjagtig og omfattende database med mere end 60, 000 elektron-molekyle reaktionssandsynligheder, som, for første gang, har givet et hold i Tyskland mulighed for at skabe en nøjagtig model for molekylært brint i ITER-plasmaet.

"Dette er vigtigt, fordi deres model vil blive brugt til at forudsige, hvordan plasmaet vil udstråle, fører til en bedre forståelse af plasmafysikken, og udvikling af diagnostiske værktøjer, som er afgørende for at kontrollere fusionsreaktionen."

Forskningsprojektet blev finansieret af United States Air Force Office of Scientific Research som en del af en international forskningsindsats for at udnytte fusionskraft som en fremtidig energikilde.

Forskningsvejleder og medforfatter professor Dmitry Fursa, fra Curtin's School of Electrical Engineering, Computing og matematiske videnskaber, nævnte fusionskraft er attraktiv på grund af dens praktisk talt ubegrænsede brændstofforsyning (brint) og manglen på langlivet radioaktivt affald eller kulstofemissioner.

"Fusion er et af de største projekter i verden lige nu. Du kan udnytte en enorm mængde energi fra den reaktion, der opstår, når du tager brintatomer og smelter dem sammen, " sagde professor Fursa.

"Denne nye og omfattende elektron-molekyle kollisionsmodellering har givet et solidt grundlag for andre forskere til at fortsætte deres arbejde med at udvikle en effektiv reaktor til at genskabe Solens fusionsproces her på Jorden."