Polarize termonükleer füzyonun özelliklerini tahmin etmek, evrenin kökeni hakkında fikir verebilir!
Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndaki (LLNL) nükleer bilim adamları simülasyonlar ve hesaplamalar yoluyla polarize termonükleer füzyonun özelliklerini ilk kez doğru bir şekilde tahmin ettiler. Benzer hesaplamalar, evrenin kökeni ve yıldızların evrimi hakkındaki en temel soruların bazılarını yanıtlamak için kullanılabilir. On yıllardır nükleer bilim adamları, en hafif çekirdeklerin (döteryum (D) ve trityum (T)) bazılarının termonükleer füzyonu tarafından üretilen enerjiyi gelecekteki termonükleer reaktörlere güç sağlamak için kullanmaya çalışıyorlar. Spin-polarize DT termonükleer füzyonda, D çekirdeği ve T çekirdeği aynı yönde "dönebilir", füzyon hızı% 50 artırılabilir ve üretilen yüklü helyum (He) çekirdekleri daha etkin bir şekilde yakıtı ısıtmaya odaklanabilir. Bu, nükleer füzyon teknolojisindeki bir sonraki sınırlardan biridir.
-Bilimin Yaygınlaştırılması: Bununla birlikte, polarizasyon füzyonunun faydaları, DT plazmasındaki polarizasyonun hayatta kalmasına ve füzyon hızı artışı ve başlangıç He hizalamasının sıcaklık ve polarizasyonla nasıl değiştiğinin tam olarak anlaşılmasına bağlıdır. 21 Ocak'ta Nature Communications'da yayınlanan yeni bir çalışmada, LLNL ekibi ilk kez kanıtlanmış bir nötron-proton (çekirdeğin bileşeni) etkileşim modelinin yanı sıra güçlü bir Polarize DT termonükleer füzyonun özelliklerini doğru bir şekilde tahmin etmek için başlangıç reaksiyonu yöntemi. Bu çalışma, polarize plazma DT'nin füzyon hızının daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır. Termonükleer füzyon, hidrojen ve helyum gibi daha hafif elementlerin karbon ve oksijen gibi daha ağır elementlere dönüştürüldüğü ve bu süreçte büyük miktarlarda enerji açığa çıkardığı bir tür nükleer sentezdir (atom çekirdeği oluşturma süreci).
Big Bang nükleosentezinin en doğrudan ve güvenilir tahmini helyum-4 ile ilgilidir.Her helyum-4 çekirdeği iki proton ve iki nötrondan oluşur. Bununla birlikte, helyum-4 aynı zamanda yıldız nükleer füzyonunun standart bir ürünüdür. Gökbilimciler ilkel helyum-4'ün bolluğunu anlamak için belirli cüce galaksilere yöneldi. Bu fotoğraf, galaksiler arası standartlara göre bir cüce galaksi olan "I Zwicky 18" galaksisinin önemli bir örneğini gösteriyor, bize çok yakın, sadece 45 milyon ışıkyılı uzaklıkta. Resim: NASA
Termonükleer füzyon yıldızlarda doğal olarak oluşur ve enerji doğumdan ölüme kadar nükleosentezle sağlanır ve ayrıca Büyük Patlama'dan sonra elementlerin orijinal bolluğunun açıklanmasında önemli bir rol oynar. Bu nedenle termonükleer reaksiyonlar, evrenin kökeni ve yıldızların evrimi hakkındaki en temel sorulardan bazılarına cevap vermeye çalışan astrofizikçiler arasında büyük ilgi uyandırdı. Astrofiziksel modelin gerektirdiği yıldız enerjisi altında, iki pozitif yüklü çekirdeğin birbirine kaynaşma olasılığı çok düşüktür. Bu, bir laboratuvar ortamında Büyük Patlama ve yıldız nükleosentezini kopyalamayı ve ölçmeyi zorlaştırır ve element bolluğu ve yıldız evrimi tahmininde çok fazla belirsizlik getirir.
LLNL'de bir fizikçi ve bu makalenin yazarlarından biri olan Sofia Quaglioni şunları söyledi: Polarizasyon DT füzyonuna benzer hesaplamalar, termonükleer reaksiyon verilerini sağlamak ve astrofizik simülasyonlarının tahmin yeteneklerini geliştirmek için gelecekte mevcut deneysel verilerle kullanılabilir. Doğruluk. Bu araştırma, sürekli çekirdeksiz kabuk modelinde bir termonükleer reaksiyon modeli oluşturmak için birinci ilke yöntemlerini yüksek performanslı hesaplamayla birleştirir. Polarizasyon DT füzyonunun hesaplanması, Livermore Vulcan ve Quartz bilgisayarlarda 200 megapaskal saatten fazla gerektirir.
Brocade Park-Science Popularization Araştırma / Gönderen: ABD Enerji Bakanlığı
Anne M Stark, ABD Enerji Bakanlığı
Referans dergi makaleleri: "Nature Communications"
DOI: 10.1038 / s41467-018-08052-6
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
