Sporing af fusionskraftens fremskridt gennem 60 års neutral partikelanalyse

Efterhånden som verdens energibehov vokser, det samme gør voksende bekymring over energiproduktionens miljøpåvirkning. Behovet for et pengeskab, ren, og pålidelig energikilde har aldrig været klarere. Fusionskraft kunne opfylde et sådant behov. En anmeldelsesartikel udgivet i The European Physical Journal H undersøger 6-årtiers historie med neutral partikelanalyse (NPA), udviklet i Ioffe Institute, Sankt Petersborg, Rusland, et vigtigt diagnostisk værktøj, der bruges i magnetiske plasmaindeslutningsanordninger såsom tokamaks, der vil huse kernefusionsprocessen og generere fremtidens rene energi.

Som anmeldelsens tilsvarende forfatter Dr. Pavel Goncharov, laboratorieleder ved Advanced Plasma Research Laboratory, Sankt Petersborg Polytekniske Universitet, Rusland, forklarer, fusionskraft kræver at bringe processer, der finder sted i stjernernes kerne, ned til jorden. "Plasma er den dominerende tilstand af det synlige stof i det nuværende univers, og nuklear fusion driver stjernerne, " siger fysikeren. "Evnen til at forbrænde deuterium dannet i begyndelsen af ​​universet og generere energi repræsenterer en ny højde for menneskeheden."

Nøglen til dette er at skabe og begrænse plasma med kraftige magnetfelter. Men, at forstå fusionsprocesserne med plasma, og hvordan dette bedst udnyttes, kræver også kraftige diagnostiske teknikker, og NPA er sådan en metode.

Begrebet NPA stammer fra Andrei D. Sakharovs arbejde fra 1951, en Nobels Fredsprismodtager, der indså, at hurtigt bevægende brint-ioner i et plasma ville kollidere med langsomt bevægende neutrale brintatomer, der overfører deres ladning. Dermed, at måle fluxen af ​​disse hurtige neutrale atomer, når de udstødes fra plasmaet, er en god måde at diagnosticere dets ionfordelinger på.

NPA's fødsel og historie er ikke kun tæt forbundet med historien om kontrolleret fusionsfysik, men vil spille en nøglerolle i dens fremtid. Teknikken vil være en af ​​de vigtigste diagnostiske metoder, der anvendes af ITER - i øjeblikket verdens største fusionseksperiment, som håber at bygge bro mellem eksperimenter i mindre skala og et fungerende kernefusionskraftværk.

"Tre faktorer spillede en rolle i vores interesse for fusionsvidenskab, " bemærker forfatterne. "For det første, det involverer flere grene af grundlæggende videnskab. Sekund, dette område er af stor praktisk betydning. Tredje, en ny ren og rigelig energikilde er grundlaget for en bedre fremtid for menneskeheden. Det er en imponerende kombination."