Η αξιοποίηση της πυρηνικής σύντηξης, η οποία «εξουσιάζει» τον ήλιο και τα αστέρια, για να βοηθήσει στην κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της γης, άνευ άνθρακα, είναι ένα βήμα πιο κοντά.
Oι ερευνητές έδειξαν ότι η χρήση δύο τύπων απεικόνισης μπορεί να τους βοηθήσει να εκτιμήσουν την ασφάλεια και την αξιοπιστία των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται σε μια συσκευή σύντηξης.
Οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Swansea, το κέντρο Culham για την ενέργεια σύντηξης, το ITER στη Γαλλία και το ινστιτούτο φυσικής πλάσματος του Max-Planck στη Γερμανία συνδυάζουν την απεικόνιση με ακτίνες Χ και νετρόνια για να ελέγξουν την αντοχή των εξαρτημάτων.
Διαπίστωσαν ότι και οι δύο μέθοδοι αποφέρουν πολύτιμα δεδομένα τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη συνιστωσών.
Ο ήλιος είναι ένα λαμπρό παράδειγμα σύντηξης στη δράση. Στα άκρα της πίεσης και της θερμοκρασίας στο κέντρο των ανθρώπων του ήλιου ταξιδεύουν αρκετά γρήγορα για να συγχωνευθούν, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν εξετάσει πως να αξιοποιήσουν αυτήν την ασφαλή και ουσιαστικά απεριόριστη πηγή ενέργειας.
Ένα σημαντικό εμπόδιο είναι οι κλιμακούμενες θερμοκρασίες που πρέπει να αντέξουν τα εξαρτήματα στις συσκευές σύντηξης: μέχρι και 10 φορές τη θερμότητα του κέντρου του ήλιου.
Είναι ζωτικής σημασίας οι ερευνητές να μπορούν να δοκιμάσουν – μη καταστροφικά – την ευρωστία των μηχανικών συστατικών που πρέπει να λειτουργούν σε ένα τόσο ακραίο περιβάλλον.
Η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε σε ένα κρίσιμο στοιχείο, το οποίο ονομάζεται μονοστοιχείο, το οποίο είναι ένας σωλήνας που μεταφέρει ψυκτικό. Αυτή ήταν η πρώτη φορά που ο νέος σχεδιασμός μονολιθίου βολφραμίου έχει απεικονιστεί με ηλεκτρονική τομογραφία. Χρησιμοποίησαν το όργανο απεικόνισης νετρονίων ISN Neutron και Muon Source, IMAT.
Ο Δρ Triestino Minniti του Συμβουλίου Επιστημών και Τεχνολογικής Τεχνολογίας δήλωσε: «Κάθε τεχνική είχε τα δικά της οφέλη και τα μειονεκτήματά της.Το πλεονέκτημα της απεικόνισης νετρονίων κατά την απεικόνιση με ακτίνες Χ είναι ότι τα νετρόνια είναι σημαντικά πιο διεισδυτικά μέσω του βολφραμίου. Έτσι, είναι εφικτό να απεικονίζονται δείγματα που περιέχουν μεγαλύτερους όγκους βολφραμίου. Η τομογραφία νετρονίων μας επιτρέπει επίσης να διερευνήσουμε το πλήρες μονοπώλιο μη καταστρεπτικά, αφαιρώντας την ανάγκη να παράγουμε δείγματα «περιοχής ενδιαφέροντος«.
Ο Δρ Llion Evans του Πανεπιστημίου του Πανεπιστημίου Swansea δήλωσε: «Αυτό το έργο είναι μια απόδειξη της ιδέας ότι και οι δύο αυτές μέθοδοι τομογραφίας μπορούν να παράγουν πολύτιμα δεδομένα. Στο μέλλον αυτές οι συμπληρωματικές τεχνικές μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για τον κύκλο έρευνας και ανάπτυξης του σχεδιασμού συστατικών σύντηξης είτε για τη διασφάλιση της ποιότητας της κατασκευής«.
Επιμέλεια Κειμένου: Κατερίνα Καλτσά
Οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Swansea, το κέντρο Culham για την ενέργεια σύντηξης, το ITER στη Γαλλία και το ινστιτούτο φυσικής πλάσματος του Max-Planck στη Γερμανία συνδυάζουν την απεικόνιση με ακτίνες Χ και νετρόνια για να ελέγξουν την αντοχή των εξαρτημάτων.
Διαπίστωσαν ότι και οι δύο μέθοδοι αποφέρουν πολύτιμα δεδομένα τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάπτυξη συνιστωσών.
Ο ήλιος είναι ένα λαμπρό παράδειγμα σύντηξης στη δράση. Στα άκρα της πίεσης και της θερμοκρασίας στο κέντρο των ανθρώπων του ήλιου ταξιδεύουν αρκετά γρήγορα για να συγχωνευθούν, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν εξετάσει πως να αξιοποιήσουν αυτήν την ασφαλή και ουσιαστικά απεριόριστη πηγή ενέργειας.
Ένα σημαντικό εμπόδιο είναι οι κλιμακούμενες θερμοκρασίες που πρέπει να αντέξουν τα εξαρτήματα στις συσκευές σύντηξης: μέχρι και 10 φορές τη θερμότητα του κέντρου του ήλιου.
Είναι ζωτικής σημασίας οι ερευνητές να μπορούν να δοκιμάσουν – μη καταστροφικά – την ευρωστία των μηχανικών συστατικών που πρέπει να λειτουργούν σε ένα τόσο ακραίο περιβάλλον.
Η ερευνητική ομάδα επικεντρώθηκε σε ένα κρίσιμο στοιχείο, το οποίο ονομάζεται μονοστοιχείο, το οποίο είναι ένας σωλήνας που μεταφέρει ψυκτικό. Αυτή ήταν η πρώτη φορά που ο νέος σχεδιασμός μονολιθίου βολφραμίου έχει απεικονιστεί με ηλεκτρονική τομογραφία. Χρησιμοποίησαν το όργανο απεικόνισης νετρονίων ISN Neutron και Muon Source, IMAT.
Ο Δρ Triestino Minniti του Συμβουλίου Επιστημών και Τεχνολογικής Τεχνολογίας δήλωσε: «Κάθε τεχνική είχε τα δικά της οφέλη και τα μειονεκτήματά της.Το πλεονέκτημα της απεικόνισης νετρονίων κατά την απεικόνιση με ακτίνες Χ είναι ότι τα νετρόνια είναι σημαντικά πιο διεισδυτικά μέσω του βολφραμίου. Έτσι, είναι εφικτό να απεικονίζονται δείγματα που περιέχουν μεγαλύτερους όγκους βολφραμίου. Η τομογραφία νετρονίων μας επιτρέπει επίσης να διερευνήσουμε το πλήρες μονοπώλιο μη καταστρεπτικά, αφαιρώντας την ανάγκη να παράγουμε δείγματα «περιοχής ενδιαφέροντος«.
Ο Δρ Llion Evans του Πανεπιστημίου του Πανεπιστημίου Swansea δήλωσε: «Αυτό το έργο είναι μια απόδειξη της ιδέας ότι και οι δύο αυτές μέθοδοι τομογραφίας μπορούν να παράγουν πολύτιμα δεδομένα. Στο μέλλον αυτές οι συμπληρωματικές τεχνικές μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε για τον κύκλο έρευνας και ανάπτυξης του σχεδιασμού συστατικών σύντηξης είτε για τη διασφάλιση της ποιότητας της κατασκευής«.
Επιμέλεια Κειμένου: Κατερίνα Καλτσά
Πηγή:
