Forskning bekræfter, at ingrediens i husholdningsrens kan forbedre fusionsreaktioner

Vil du forbedre dine chancer for at producere elektricitet fra fusion? Se ikke længere end rengøringsmidlerne under din køkkenvask.

Forskning ledet af forskere ved US Department of Energy's (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) giver nye beviser for, at borpartikler, hovedingrediensen i Borax husholdningsrenser, kan belægge indre komponenter i doughnut-formede plasmaenheder kendt som tokamaks og forbedre effektiviteten af ​​fusionsreaktionerne.

"Vores eksperiment bringer nøgleindsigt i, hvordan denne teknik fungerer, "sagde PPPL -fysiker Alessandro Bortolon, hovedforfatter til et papir, der rapporterer resultaterne i Kernefusion . "Resultaterne vil hjælpe med at tydeliggøre, om den kontrollerede injektion af borpulver kan bruges til at understøtte effektiv drift af fremtidige fusionsreaktorer."

Fusion kombinerer lette elementer i form af plasma - det varme, ladet tilstand af stof sammensat af frie elektroner og atomkerner - i en proces, der kan generere enorme mængder energi. Forskere søger at udnytte fusion, som driver solen og stjernerne, at skabe en praktisk talt uudtømmelig strømforsyning til elproduktion.

Forskerne fandt ud af, at borindsprøjtningsteknikken gør det lettere at producere pålideligt højtydende plasmaer i tokamaks med indvendige komponenter beklædt med lette elementer som kulstof, almindeligt anvendt i nutidige enheder. Resultaterne er afledt af eksperimenter på DIII-D National Fusion Facility, som General Atomics driver for DOE.

Forskningen supplerer tidligere fund fra forsøg udført på Axially Symmetric Divertor Experiment-Upgrade (ASDEX-U), drives af Max Planck Institute for Plasma Physics in Garching, Tyskland. Disse forsøg viste, at borinjektionsteknikken muliggjorde adgang til højtydende plasmaer i tokamaks med interiør belagt med metaller som wolfram. Sammen, DIII-D- og ASDEX-U-eksperimenterne giver stærkt bevis på, at borinjektionsteknikken vil sikre god plasmapræstation for en række fusionsmaskiner.

DIII-D-eksperimenterne udfyldte også et manglende stykke information, der bekræfter, at injektionsteknikken fører til at lægge et borlag inde i en tokamak. "Du ville intuitivt tro, at når borpulver falder ned i plasmaet, boret ville opløses og gå et sted i tokamak, "Bortolon sagde." Men ingen havde nogensinde prøvet at bekræfte dannelsen af ​​et borlag af selve plasmaet. Der var nul information. Det er første gang, at dette er blevet vist og målt direkte ved hjælp af denne teknik. "

Borlaget forhindrer overførsel af materiale fra den indvendige væg til plasmaet, holde plasmaet fri for urenheder, der kan fortynde hovedplasmabrændstoffet. Færre urenheder gør plasmaet mere stabilt og reducerer hyppigheden af ​​forstyrrelser.

Injektionsteknikken kan supplere eller endda erstatte den nuværende teknik til nedlæggelse af bor, hvilket kræver lukning af tokamak i op til flere dage. Den teknik, kendt som glød-udladning boronisering, også involverer giftig gas.

Borpulvermetoden fjerner disse problemer. "Hvis du bruger borpulverinjektion, du behøver ikke at afbryde alt og slukke for tokamaks magnetiske spoler, "Sagde Bortolon." Også, du behøver ikke bekymre dig om håndtering af en giftig gas. At have et værktøj som dette kan være ekstremt vigtigt for fremtidige fusionsenheder. "