⚛️ گام مهم در تشکیل پلاسمای FRC با پرتو خنثی ⚡️

پژوهشگران در مقاله‌ای منتشرشده در Nature Communications نشان داده‌اند که می‌توان یک آرایش میدان‌معکوس یا FRC را با تزریق پرتو خنثی تشکیل داد و برای مدتی حفظ کرد بدون آنکه برای شکل‌ دهی اولیه پلاسما به روش متداول تتا پینچ وابسته بود.

در FRC، جریان حلقوی پلاسما میدانی مغناطیسی ایجاد می ‌کند که در ناحیه مرکزی خلاف جهت میدان خارجی است در نتیجه میدان مرکزی ابتدا کاهش می‌یابد به صفر می‌رسد و سپس معکوس می‌شود و ساختاری با خطوط میدان بسته شکل می‌گیرد هندسه ساده و فشرده FRC و امکان دستیابی به بتای بالا (فشار پلاسمای بالا)، آن را به گزینه‌ای جذاب برای گداخت مغناطیسی تبدیل کرده است هرچند تشکیل و پایدارسازی آن دشوار است.

💠 سازوکار آزمایش

آزمایش‌ها با دستگاه‌های C-2W یا Norman و نسخه اصلاح‌شده آن یعنی Norm انجام شدند در این سامانه هشت پرتو خنثی با انرژی حدود 15 Kev و توان کل حداکثر 13 MW به پلاسما تزریق شد که حدود 8 MW آن به پلاسما منتقل می‌شد.

اتم‌های خنثی می‌توانند از میدان مغناطیسی عبور کنند پس از ورود به پلاسما یونیزه شده و یون‌های پرانرژی تولید می‌کنند حرکت جهت‌دار این یون‌ها جریان حلقوی ایجاد می‌کند جریانی که میدان آن برخلاف میدان خارجی است با افزایش این جریان، میدان مرکزی وارونه می‌شود و FRC در حدود 10 میلی‌ثانیه شکل می‌گیرد.

💠 شواهد و کنترل پایداری

تشکیل FRC با مشاهده وارونگی میدان مرکزی، بازسازی خطوط میدان، تغییر مدار یون‌های پرانرژی و تطبیق داده‌های تجربی با شبیه‌سازی‌ های ذره‌ای و مدل‌های انتقال بررسی شد از آنجا که اندازه‌گیری مستقیم میدان درون FRC دشوار است بخشی از نتایج با مدل‌سازی مونت‌کارلو و تحلیل بیزی بازسازی شد عامل مهم دیگر کنترل چرخش پلاسماست - یون‌های پرانرژی می‌توانند چرخشی ایجاد کنند که به ناپایداری مغناطو هیدرودینامیکی n=2 منجر شود پژوهشگران با استفاده از الکترودهای لبه‌ای و ایجاد جریان شعاعی، این چرخش را تنظیم کردند تا ساختار FRC پایدار بماند.

💠 اهمیت نتیجه

در پیکربندی Norm بخش‌های مربوط به تتا پینچ حذف شده‌اند این موضوع می‌تواند طراحی دستگاه‌های FRC را ساده‌تر، کوتاه‌تر و فشرده‌تر کند همچنین پرتو خنثی در این روش سه نقش هم‌زمان دارد: گرمایش پلاسما، ایجاد جریان مغناطیسی و کمک به پایداری آن - با این‌ حال این نتیجه به معنای دستیابی به راکتور گداخت یا تولید انرژی خالص نیست FRC در حضور تزریق پرتو و سامانه‌های کنترلی حفظ شده است و هنوز باید مشخص شود که آیا می‌توان آن را بدون توان ورودی قابل‌ توجه برای مدت طولانی و با بازده انرژی مثبت پایدار نگه داشت یا نه.

📚 Source 2025

📚 Source

┄•••⌬👇JOIN👇⌬•••┄
🧪@NurdRage 🔞