(ВИДЕО) Камера сними што се случува во фузиски токамак: светлечките бои откриваат како се движи плазмата

Розов облак што се движи низ комората, црвени блесоци и зелено-жолти траги што се протегаат по магнетното поле — снимката од британскиот токамак ST40 изгледа спектакуларно. За истражувачите, сепак, нејзината најголема вредност е во податоците што ги открива за плазмата и литиумот.

Камерата снима 16.000 кадри во секунда. Таа ги следи брзите промени на работ на плазмата, каде што во ST40 се внесуваат ситни зрнца литиум. Токамакот е експериментален уред на компанијата Tokamak Energy, која истражува технологии потребни за идни фузиски електрани.

Што покажуваат боите?

Розовиот сјај доаѓа од деутериумот, изотоп на водород што се внесува во уредот. Кога зрнцата литиум навлегуваат во надворешниот дел од плазмата, тие прво светат црвено. Подлабоко, во потопла и погуста област, атомите на литиум губат електрон и создаваат зелено-жолти траги.

Научниците преку тие траги можат да следат каде се движи литиумот. Неговите наелектризирани честички го следат магнетното поле, па снимката им помага подобро да разберат што се случува во внатрешноста на токамакот. Боите од камерата се споредуваат и со спектроскопски мерења, кои попрецизно ја одредуваат светлината што ја испушта плазмата.

Иако изгледа како поглед во најжешкиот дел од уредот, камерата главно ја снима светлината од неговиот релативно поладен раб. Екстремно жешкото јадро не се гледа на овој вид снимка.

Зошто научниците сакаат да го ладат работ на плазмата?

За фузија е потребно јадрото на плазмата да остане многу жешко. Истовремено, топлината што излегува од неа може силно да ги оптовари компонентите во комората, особено диверторот, кој ја прифаќа и насочува енергијата од работ на плазмата.

Еден од пристапите што се испитуваат се нарекува „X-point radiator“ или XPR. Идејата е дел од енергијата да се ослободи преку зрачење во внимателно избрана област близу до диверторот. Така би се намалило топлинското оптоварување на компонентите, додека јадрото би останало доволно жешко.

Првичните експерименти на ST40 покажале намален топлински тек кон диверторот кога се формира таква област на зрачење. Истражувачите, меѓутоа, сметаат дека во тие мерења голем дел од зрачењето потекнувал од јаглерод ослободен од внатрешните површини на уредот. Затоа дополнително го испитуваат влијанието на намерно внесените литиум и неон.

ST40 поминува и низ надградба во која јаглеродните заштитни плочи ќе бидат заменети со молибден, а ќе се испитуваат и литиеви облоги и нови мерни системи. Снимката не значи дека ST40 веќе произведува електрична енергија. Таа им дава на научниците подобар начин да го проучат еден од најтешките инженерски предизвици за идната фузија: како да се контролира топлината без да се наруши плазмата.