•  

    pokaż komentarz

    Pola magnetyczne definiują wiele procesów fizycznych. Pomimo faktu, że ludzie w życiu codziennym zwykle nie napotykają silnych pól magnetycznych bezpośrednio, istnieją one wszędzie. Na przykład, pole magnetyczne Ziemi indukcja którego wynosi 3-5 x 10^-5 Tesli nieustannie działa na nas.

    W przeciwieństwie do ludzi, elektrony w metalach w skali nanometrowej doświadczają działania pola o wartości około 1000 Tesli.
    W kosmosie istnieją jeszcze silniejsze pola, mogą one osiągnąć 10^8 T na przykład w gwiazdach neutronowych.

    Istnieje kilka różnych sposobów tworzenia silnego pola magnetycznego, zwykle wiążą się one z bardzo mocnym ściśnięciem ciała przewodzącego.
    Najsilniejsze pola, jakie kiedykolwiek stworzono przez człowieka, uzyskano przez kompresję z użyciem materiałów wybuchowych.
    Taki sposób może być stosowany tylko na otwartych przestrzeniach i jest odpowiedni tylko do demonstracji, ponieważ taki proces przebiega w sposób niekontrolowany.
    Absolutny rekord za pomocą takiej metody, naukowcy wprowadzili w 2001 roku, kiedy byli w stanie stworzyć pole z indukcją 2800 Tesli w objętości około 5 milimetrów.

    Jak już mówiłem silniejsze pola magnetyczne zostały wcześniej osiągnięte w eksperymentach na zewnątrz budynków przy użyciu chemicznych materiałów wybuchowych, ale nowa praca to rekord świata w dziedzinie pól magnetycznych wytwarzanych w pomieszczeniach w kontrolowany sposób.
    Ta większa kontrola oznacza, że odkrycie może otworzyć nowe granice w fizyce półprzewodnikowej, pozwalając naukowcom osiągnąć tzw. granicę kwantową, czyli stan, w którym wszystkie elektrony w materiale są ograniczone do najniższego stanu podstawowego, w którym mogą wystąpić egzotyczne zjawiska kwantowe.

    W nowej pracy fizycy byli w stanie uzyskać po raz pierwszy w laboratorium pole ponad 1000 Tesli, co pozwala na eksperymenty z nim. Zastosowano metodę kompresji przepływu elektromagnetycznego, w której osiąga się kompresję z powodu sił elektromagnetycznych wywołanych przepływem dużego prądu. Maksymalna indukcja, którą naukowcy zmierzyli wynosiła około 1200 Tesli.
    Ponadto, pola takiej siły są potrzebne do utrzymania reakcji termojądrowej z uwolnieniem energii w reaktorach niektórych struktur.
    Naukowcy uważają, że aby osiągnąć granicę kwantową lub utrzymać fuzję jądrową, konieczne może być zastosowanie pola magnetycznego o natężeniu co najmniej 1000 tesli lub większym.

    •  

      pokaż komentarz

      @polska_partia_programistow:

      Dla bardziej ciekawych:

      Długoletnią zagadką w wysiłkach na rzecz termojądrowej kontrolowanej fuzji na Ziemi jest to, jak zmniejszyć lub wyeliminować powszechną niestabilność, zwanej trybami brzegowymi (ang. edge localized modes, ELMs) która występuje w plazmie.
      Tak jak słońce uwalnia ogromne ilości energii w postaci rozbłysków słonecznych, tak rozbłyskopodobne wybuchy ELM mogą "zatrzasnąć" się w ścianach pączkowych tokamaków, potencjalnie uszkadzając ściany reaktora.

      Należy zauważyć, że problem jest konsekwencją symetrii pola magnetycznego instalacji - symetrii zapewniającej prostotę (pozorną) pracy z tokamakami. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest stworzenie zewnętrznych pól magnetycznych w celu stłumienia niestabilności.

      Aby kontrolować te wybuchy, naukowcy zakłócają plazmę małymi falami magnetycznymi zwanymi rezonansowymi perturbacjami magnetycznymi (RMP), które zniekształcają gładki, "pączkopodobny"y kształt plazmy - uwalniając nadciśnienie, które zmniejsza lub zapobiega powstawaniu ELMs

      Wyjątkowe utrudnienie zadania polega na tym, że na plazmie można zastosować praktycznie nieograniczoną liczbę zniekształceń magnetycznych, co powoduje, że znalezienie właściwego rodzaju zniekształceń jest nadzwyczajnym wyzwaniem.

      Naukowcy pracujący przy instalacji KSTAR Tokamak wykazali, że udało im się przejąć kontrolę nad tym problemem. Jest to niezwykle ważne, ponieważ jeśli ten problem nie zostanie rozwiązany, plazma może zniszczyć wewnętrzną powierzchnię komory próżniowej.

      KSTAR był idealny do testowania przewidywań ze względu na zaawansowany układ sterowania magnesem, który pozwala na generowanie precyzyjnych zniekształceń w symetrii plazmy w kształcie zbliżonym do idealnego. Zidentyfikowanie najbardziej korzystnych zniekształceń, które stanowią mniej niż 1% wszystkich możliwych zniekształceń, które mogłyby być wytwarzane wewnątrz KSTAR, byłoby praktycznie niemożliwe bez modelu predykcyjnego opracowanego przez zespół badawczy.

      Rezultatem tego było precedensowe osiągnięcie. "Po raz pierwszy pokazujemy pełne okno 3D w tokamaku, aby stłumić ELM-y bez podsycania podstawowych niestabilności lub nadmiernie poniżającego zamknięcia" - powiedział Park, którego artykuł - napisany z 14 współautorami ze Stanów Zjednoczonych i Korei Południowej - jest opublikowany w Nature Physics.

      "Przez długi czas myśleliśmy, że byłoby zbyt trudno obliczeniowo zidentyfikować wszystkie korzystne pola łamiące symetrię, ale nasza praca pokazuje teraz prostą procedurę identyfikacji zestawu wszystkich takich konfiguracji".

      Naukowcy zmniejszyli złożoność obliczeń, gdy zdali sobie sprawę, że liczba sposobów, w jakie plazma może zniekształcać się, jest w rzeczywistości znacznie mniejsza niż zakres możliwych pól 3D, które mogą być zastosowane do plazmy.
      Pracując "wstecz", od zniekształceń do pól 3D, autorzy obliczyli najbardziej efektywne pola do eliminacji ELM. Eksperymenty KSTAR potwierdziły prognozy z niezwykłą dokładnością.

      Wyniki badań KSTAR dają nową wiarę w możliwość przewidywania optymalnych pól 3D dla ITER, międzynarodowego tokamaka w budowie we Francji, który planuje wykorzystanie specjalnych magnesów do wytwarzania zniekształceń 3D do kontroli ELM.
      Taka kontrola będzie miała kluczowe znaczenie dla ITER, którego celem jest wytworzenie 10 razy większej ilości energii niż potrzeba do podgrzania plazmy.

    •  

      pokaż komentarz

      @RFpNeFeFiFcL iter jeszczs nie zbudowano a juz jest przestarzaly, lepiej zaprojwktowali niemiecki wendelstein

    •  

      pokaż komentarz

      @KrowkaAtomowka: to chyba dobrze ze technologia postepuje tak szybko

    •  

      pokaż komentarz

      @RFpNeFeFiFcL: phiii .. widziałem to w Iron Manie 2 ;) ..... a tak serio gratuluje wiedzy !

    •  

      pokaż komentarz

      @RFpNeFeFiFcL: no to skoro trzeba miec do fuzji 1000tesli i do trj granicy kwantowej, a udalo sie zrobic 1200 to gdzie sa te rzeczy?

    •  

      pokaż komentarz

      @DzyndzaNyga:

      Kontrolowana synteza termojądrowa jest niesłychanie skomplikowanym procesem technologicznym. Nie da się jej okiełznać za pomocą jednego wynalazku.
      Trzeba rozwiązać jeszcze wiele wiele bardzo skomplikowanych problemów. W tym czysto teoretycznych ( czytaj drugi post ).
      Ale kiedy to się stanie, ludzkość może na wiele wiele wieków zapomnieć o problemach z energetyką.
      I wszystkie obecne trujące technologie można zamknąć w ciągu jednego pokolenia.

      PS

      1000T trzeba mieć do kontrolowania plazmy, a nie do fuzji.

    •  

      pokaż komentarz

      @RFpNeFeFiFcL: Skoro jesteś w temacie to mógłbyś się ustosunkować czy można to też wykorzystać w Wendelstein 7-X? Który wg. mnie znacznie lepiej rokuje od Tomakaka. W ogóle czy ten problem tam występuje.

    •  

      pokaż komentarz

      @uzior:

      Niestety nie jestem "w temacie", a chciałbym ... [ pracuje w nudnej firmie odzieżowej :( ] , ale myślę że tak.
      Z tego prostego powodu że reakcja termojądrowa przecieka przy temperaturach w dziesiątki i milionów jak nie 100 mln stopni C.
      Na Ziemi nie ma takich materiałów które mogą wytrzymać tak wysoka temperaturę, więc plazma musi być uwięziona w polach magnetycznych.
      Chociaż zasada konstrukcji Wendelsteina jest Hairy ball theorem i być może dla niego nie jest potrzebne zbyt silne pole magnetyczne.

  •  

    pokaż komentarz

    Wynalezione.. I do szuflady.
    Kolej na baterie do smartfonów..

  •  

    pokaż komentarz

    a po co az tyle samochodów przy tej indukcji?

  •  

    pokaż komentarz

    I do czego to może być wykorzystane?