دانشمندان روسی الکترون های “فراری” همجوشی هسته ای را مطالعه می کنند

فن آوری

URL کوتاه دریافت کنید

دانشمندان دانشگاه پلی تکنیک تومسک (TPU) به همراه همکارانش از انستیتوی الکترونیک جریان بالا از شعبه سیبری آکادمی علوم روسیه ، خصوصیات تابش الکترونهای “فراری” را که در هنگام همجوشی هسته ای تشکیل شده اند ، بررسی کرده اند.

محققان ویژگی های طیفی-زاویه ای انتشار الکترون در رادیاتورهای مختلف را تعیین کرده و روشی را برای شناسایی قابل اعتماد آنها ایجاد کرده اند. نتایج در ژورنال JETP Letters منتشر شده است.

بسیاری از تیم های علمی بین المللی درگیر توسعه منابع انرژی هسته ای هستند. برای این منظور ، برنامه ریزی شده است که از یک راکتور ویژه برای همجوشی هسته ایزوتوپ های هیدروژن (توکاماک) استفاده شود.

این محفظه بزرگی است که در آن پلاسما توسط یک جریان در گردش تا دمای صدها میلیون درجه گرم می شود. این منجر به واکنش همجوشی می شود و محصولات آن انرژی را منتقل می کنند و سپس به برق تبدیل می شود.

رویکرد دیگر استفاده از فناوری لیزر در حال بررسی است. ما در مورد به دست آوردن یک واکنش هسته ای با همگام سازی شار چندین ده لیزر در نقطه ای که کپسول حاوی “سوخت” هسته ای قرار دارد صحبت می کنیم.

به گفته الكساندر پوتیلیتسین ، استاد دانشكده تحقیقات فیزیك فرآیندهای پرانرژی TPU ، با این وجود ، در ایجاد تأسیسات حرارتی هسته ای م problemsثر برخی از مشكلات وجود دارد.

“همه این رویکردها بر اساس نتیجه گیری نظری مشهور بود که محصولات واکنش هسته ای عمدتا نوترونها و ذرات آلفا هستند که با دیواره جلوی راکتور برهم کنش دارند. با این وجود ، مشخص شد که الکترونهایی با انرژی بسیار بالا نیز وجود دارد. او به اسپوتنیک می گوید: “آنها می توانند بار تشعشعی اضافی را بر روی دیوار حمل کنند ، که منجر به تخریب زودرس آن می شود.”

دانشمندان آزمایشاتی را با الکترونهای “فراری” انجام داده اند که عمدتا با استفاده از تاسیسات مدل انجام می شود که باید الکترونهایی با انرژی تقریباً مشابه جریان واکنش هسته ای تولید کند.

محققان در انستیتوی الکترونیک جریان بالا مجموعه ای از آزمایشات مشابه را روی شار الکترون های شتاب دهنده های جریان بالا انجام دادند. با این حال ، انرژی این تاسیسات برای تحقیقات کامل کافی نبود ، بنابراین آنها تصمیم گرفتند آزمایشات را با استفاده از شتاب دهنده در دانشگاه پلی تکنیک تومسک ادامه دهند.

“اکنون ما در حال بررسی ویژگیهای تابش نوری الکترونها در میکروترون TPU هستیم ، که در آن الکترونها به یک انرژی شتاب می گیرند [level] 3-6 مگا ولت این دقیقاً محدوده انرژی مناسب ماست. همکاران ما از ایتالیا و چین عمدتا بر روی منابع الکترون با جریان زیاد تمرکز دارند که در آنها انرژی از 1 MeV بیشتر نمی شود. در سال 2019 ، ما اولین آزمایش ها را با الکترون در انرژی انجام دادیم [level] الكساندر Potylitsyn می گوید از 6 MeV “.

امروزه ، محققان در حال انجام آزمایشاتی با الکترونها در سطح انرژی 3 مگا الکترون ولت هستند و ابتدا از رادیاتورهای کوارتز ، پلی متیل متاکریلات و یاقوت کبود استفاده می کنند. دانشمندان برای شناسایی الکترون ها پیشنهاد می کنند از روشهایی برای ثبت تابش چرنکوف ناشی از این الکترونها هنگام عبور از یک محیط شفاف با سرعت بیش از سرعت فاز انتشار نور در آن استفاده کنند.

نویسندگان این تحقیق اولین کسی بودند که تکنیکی م forثر برای جداسازی تابش الکترونهای چرنکوف از تابش زمینه ایزوتروپیک ایجاد کردند. آنها قصد دارند مشخصات و هندسه رادیاتور بهینه را برای ثبت تابش الکترونهای فرسوده چرنکوف انتخاب کنند و همچنین ماده موثر تجاری برای رادیاتور ، مقاومت در برابر تابش ، مشخصات نوری ، ساخت و سایر موارد را تعیین کنند.

در نتیجه ، دانشمندان توصیه هایی را برای ایجاد ردیاب های کارآمد برای راکتورهای هسته ای برنامه ریزی شده و عملیاتی ارائه می دهند.