فناوری دوربینهای پیشرفته اسرار ساخت نیروگاه همجوشی را فاش میکند
تیمی از مهندسان و فیزیکدانان در تأسیسات ST۴۰ موفق به نصب و بهرهبرداری از یک دوربین رنگی فوق سریع شدهاند که با سرعت ۱۶ هزار فریم بر ثانیه، فعل و انفعالات درون پلاسما را ثبت میکند. این سیستم تصویربرداری یک ابزار تشخیصی کلیدی است که به جای تکیه بر دادههای غیرمستقیم، یک نمای بصری مستقیم و رنگی از رفتار مواد در شرایط دمایی خورشید فراهم میکند.
اهمیت این فناوری در توانایی آن برای ردیابی دقیق فرآیندهای مهندسیشده در داخل محفظه واکنش است. برای مثال، تزریق گاز دوتریوم که سوخت اصلی نیروگاههای آینده خواهد بود، با درخششی صورتیرنگ قابل مشاهده است و به مهندسان اجازه میدهد تا نحوه پخش شدن سوخت را بهینه کنند.
یکی دیگر از فناوریهای جدید که در این پروژه به کار گرفته شده، سیستم «پودرپاش ناخالصی» (IPD) است. این دستگاه مهندسیشده، ذرات میکروسکوپی لیتیوم را با دقت بالا به نقاط مشخصی از پلاسما تزریق میکند. دوربین جدید، عملکرد این سیستم را به خوبی نمایش میدهد: ابتدا نور قرمز تیره هنگام ورود لیتیوم به لبههای پلاسما و سپس تغییر رنگ به زرد مایل به سبز در هنگام نفوذ به هسته داغتر. این دادههای بصری به مهندسان کمک میکند تا سیستمهای تزریق مواد را برای کنترل بهتر پلاسما طراحی و کالیبره کنند.
لورا ژانگ، یکی از فیزیکدانان ارشد این پروژه، در این باره میگوید: «این دوربین یک ابزار اعتبارسنجی فوقالعاده است. ما میتوانیم در لحظه تأیید کنیم که آیا سیستمهای ما طبق طراحی عمل میکنند و آیا موادی که تزریق میکنیم، دقیقاً به همان جایی میروند که برای حل چالشهای فنی نیاز داریم.»
یکی از بزرگترین موانع فنی در راه ساخت نیروگاه همجوشی، مدیریت گرمای شدید پلاسما و جلوگیری از آسیب رسیدن به دیوارههای راکتور است. این فناوری تصویربرداری جدید به تیم اجازه میدهد تا راهکارهای مهندسی مختلف، مانند خنکسازی لبه پلاسما، را آزمایش کرده و کارایی آنها را به صورت بصری ارزیابی کنند.
این دستاوردها بخشی از یک برنامه بزرگ ارتقاء فناورانه به نام LEAPS است که با بودجه ۵۲ میلیون دلاری و با همکاری نهادهای انرژی آمریکا و بریتانیا در حال اجراست. هدف این برنامه، تبدیل ST۴۰ به یک بستر آزمایشی برای فناوریهای مورد نیاز در یک نیروگاه واقعی است. این ارتقاء شامل پیادهسازی فناوری پوششدهی دیوارهها با لیتیوم، جایگزینی قطعات کربنی با فلز مقاوم مولیبدن و نصب مجموعهای از حسگرها و ابزارهای تشخیصی جدید است.
این سیستم دوربین پیشرفته یک فناوری کلیدی مهندسی است که راه را برای طراحی و ساخت نسل بعدی راکتورهای همجوشی هموار میکند؛ راکتورهایی که میتوانند انرژی پاک و ایمن را برای آینده تأمین کنند.
انتهای پیام/
