トカマクは磁気閉じ込めと融合して使用される装置です。 これらの反応では、炉心内の高温核融合燃料プラズマを制御し封じ込めるために強力な磁場が使用されます。 プラズマは、中性ビーム入射または高周波加熱によって高温に加熱されます。 主な目標は、核融合反応が継続的に起こり、無限のエネルギー源を提供できる安定したプラズマ状態を維持することです。
オークリッジ国立研究所 (ORNL)、プリンストン プラズマ物理研究所 (PPPL)、およびトカマク エナジー社の科学者による最近の研究は、核融合エネルギー研究における大きな進歩を示しています。 研究チームは、核融合発電所が商用エネルギーを生産するために必要な摂氏100億度近くの温度に到達した。
さらに、コンパクトなトカマクで、これまで誰も達成できなかった高温を達成しました。
この研究では、科学者らはST40と呼ばれる高磁場球状トカマク(ST)の動作条件の改善に焦点を当てた。 他の熱核融合装置と比較して、ST40 装置はその小さいサイズと球形のプラズマによって区別されます。
研究チームは、1990年代に10万ワット以上の核融合発電を生成したTFTRトカマクで使用されたものと同様のアプローチを使用した。 ST40 は、2 テスラをわずかに超える強度のトロイダル (ドーナツ型) 磁場内で動作しました。
プラズマを加熱するために、研究チームは1,8万ワットの高エネルギー中性粒子を使用した。 プラズマ放電、つまり熱核反応が活発に起こっていた期間はわずか 0,15 秒しか続きませんでしたが、核内のイオンの温度は摂氏 100 億度以上に達しました。
イオン温度を測定するために、チームは PPPL で開発された TRANSP 輸送コードを使用しました。 このコードは、核融合炉で使用される主燃料である不純物と重水素の測定温度プロファイルを考慮に入れているため便利です。
彼らは、不純物の温度範囲が 8,6 keV (摂氏約 100 億度) を超えるのに対し、重水素の温度範囲はこの値に近いことを発見しました。 この発見は、実験で使用された加熱方法が所望の高温を達成するのに効果的であったことを示唆しています。
この結果は、コンパクトな球形高磁場トカマクに基づく熱原子力発電所の将来の開発に楽観的な見通しを与えるものである。 これらの進歩は、核融合エネルギーの分野においてより効率的で経済的に実行可能なソリューションにつながり、持続可能でクリーンなエネルギー生産への有望な道を提供する可能性があります。
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