Fisikawan Rusia dari A. F. Ioffe Physicotechnical Institute di St. Petersburg menggambarkan proses ionik perpindahan panas dalam tokamak bola. Hasil penelitian, yang membawa para ilmuwan selangkah lebih dekat untuk memecahkan masalah fusi termonuklir, diterbitkan dalam jurnal Plasma Physics and Controlled Fusion.
Jika para ilmuwan berhasil mewujudkan gagasan fusi termonuklir terkendali, umat manusia akan menerima sumber energi yang hampir tidak ada habisnya. Pembangkit listrik fusi diakui aman dan ramah lingkungan: dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga nuklir, mereka tidak memiliki reaksi ledakan, dan tidak seperti pembakaran hidrokarbon, tidak ada emisi karbon dioksida dan nitrogen oksida yang berkontribusi pada pemanasan global dan mencemari lingkungan. Selain itu, neutron yang diperoleh dari fusi termonuklir dapat menghancurkan limbah radioaktif di pembangkit listrik tenaga nuklir.
Eksperimen pada fusi termonuklir dilakukan di seluruh dunia dalam instalasi khusus - tokamaks, di dalamnya gas elemen cahaya - hidrogen, deuterium, dan tritium - dipanaskan hingga suhu 100 juta derajat, yang memungkinkan terbentuknya plasma - gas partikel bermuatan: ion dan elektron. Ion plasma yang dipanaskan bertabrakan dengan cara yang sama seperti yang terjadi di bagian dalam Matahari. Dalam hal ini, inti helium terbentuk dan neutron dilepaskan, dan energi neutron, yang melebihi biaya pemanasan plasma, dapat digunakan dalam industri dan rekayasa tenaga.
Tugas utama fisikawan adalah mempelajari cara menyimpan plasma di dalam instalasi termonuklir menggunakan medan magnet yang kuat untuk waktu yang relatif lama. Dan untuk ini, Anda tidak hanya perlu mengetahui proses apa yang terjadi dalam plasma ini, tetapi juga memiliki deskripsi matematis agar dapat mengontrolnya. Selain itu, pengetahuan tentang proses ionik dalam plasma diperlukan untuk desain fasilitas besar seperti reaktor termonuklir eksperimental internasional ITER.
Institut Fisikoteknik AF Ioffe memiliki instalasi termonuklir eksperimental yang unik - tokamak bola Globus-M, dirancang untuk mempelajari perilaku plasma dalam kondisi laboratorium, dan bukan dalam mode reaktor.
Staf Institut menyelidiki dan menjelaskan proses pertukaran panas ionik dalam plasma tokamak Globus-M. Pekerjaan ini didukung oleh dana dari Program Kepresidenan Proyek Penelitian Yayasan Sains Rusia (RSF).
“Kami telah memastikan bahwa keanehan proses fisik dalam plasma tokamak bola Globus-M mencegah terjadinya kehilangan panas tambahan melalui saluran ion akibat turbulensi plasma. Artinya, instalasi jenis ini adalah dasar yang baik untuk menciptakan sumber kompak dari neutron termonuklir,”kepala penelitian, calon ilmuwan fisika dan matematika Gleb Kurskiev dikutip dalam siaran pers dari Russian Science Foundation.
Semakin baik pemanasan plasma, semakin efisien fusi tersebut, dan ini membutuhkan medan magnet yang kuat dan arus listrik yang mengalir melalui plasma. Sebaliknya, turbulensi ion plasma mengganggu pemanasan efektif: alih-alih tumbukan yang berguna, ion dibelokkan dan meninggalkan plasma, yang melanggar isolasi termalnya. Dalam pekerjaan mereka, para ilmuwan telah menilai tingkat perpindahan panas di tokamak bola Globus-M.
Video promosi:
“Model yang telah terbukti secara eksperimental untuk menghitung parameter pemanasan plasma akan memungkinkan kita merancang sumber kompak neutron berenergi tinggi yang dapat digunakan untuk fisi inti berat. Energi juga bisa diperoleh dalam proses tersebut. Penelitian kami akan secara signifikan mempercepat pengembangan dan implementasi sistem nuklir yang lebih efisien menggunakan proses fusi dan fisi,”jelas Gleb Kurskiyev.
Penelitian para ilmuwan melengkapi pengetahuan dasar yang diperoleh dari eksperimen pada instalasi serupa di Eropa dan Amerika. Dengan menggabungkan hasil eksperimen, di masa depan akan dimungkinkan untuk merancang perangkat yang lebih canggih untuk reaksi fusi nuklir, kata para ilmuwan.
