صور بيتر هانسن / جيتي
تمامًا مثل اضطراب تدفق الهواء في الطائرات، تظهر البلازما في مفاعل الاندماج أيضًا اضطرابًا. ومن الناحية المثالية، يجب أن تنتشر الحرارة في البلازما بالتساوي، من المركز إلى المناطق الطرفية في غرفة الاحتواء. ومع ذلك، بسبب الاضطراب، يمكن أن تنتقل الحرارة أيضًا إلى مناطق أخرى بطريقة عشوائية إلى حد ما. لأول مرة، الفريق في NIFS”https://www.nifs.ac.jp/news/research/251210.html” الهدف=”_blank”> مفصلة دور الناقل والموصل لاضطراب البلازما. عندما يتم تسخين الغاز وتحويله إلى بلازما، فإن الاضطراب الناقل يحمل الحرارة تدريجيًا من المركز إلى الحدود. ومع ذلك، يمكن لاضطراب البلازما الموصل توصيل البلازما بأكملها في الغرفة في حوالي 1/10000 من الثانية.
ولاحظ الباحثون أيضًا أن هناك علاقة عكسية بين الحرارة المطبقة وتأثيرات سلوك البلازما الموصلة. ببساطة، كلما كان وقت التسخين أقصر، كلما كان اضطراب بلازما الموصل أقوى، ونتيجة لذلك، تنتشر الحرارة بشكل أسرع. تم إجراء هذه الملاحظات داخل الجهاز الحلزوني الكبير (LHD)، وهي المرة الأولى التي يتمكن فيها العلماء من إثبات تجريبيًا “heat carrier” و “heat connector” أدوار البلازما في مفاعل الاندماج.
لماذا هذا مهم؟
الحرارة، أو درجة الحرارة المرتفعة، هي الخلطة السرية لتفاعلات الاندماج النووي. يجب تسخين البلازما إلى درجة حرارة 100 مليون درجة”https://www.slashgear.com/1894572/green-nuclear-fusion-energy-us-iter-magnet/” الهدف=”_blank”>المحافظة على هذه الحالة باستخدام مغناطيس فائق التوصيل. إذا لامست جدران المفاعل، فسوف تبرد على الفور. وببساطة، فإن حصرها والحفاظ على درجة الحرارة أمر في غاية الأهمية. هذا هو المكان الذي يمكن أن يفسد فيه اضطراب البلازما الحفلة. وفقًا للخبراء في NISF، يمكن أن يحدث الاضطراب “weaken the confinement by carrying heat outward.”منذ أكثر من عام بقليل،”https://www.energy.gov/science/fes/articles/fusion-device-plasma-steep-ion-temperature-gradient-slows-growth-magnetic” الهدف=”_blank”> وزارة الطاقة الأمريكية كما سلط الضوء على أهمية درجات الحرارة غير المنتظمة في البلازما. ووصفت الوكالة كيف تؤدي التدرجات الحرارية إلى إنشاء جزر البلازما التي يمكنها ذلك “destroy” المجال المغناطيسي. الرسالة واضحة. يجب فهم السلوك الحراري للبلازما بشكل صحيح. وهذا هو المكان”https://www.slashgear.com/2009870/high-gain-fusion-reactor-infinite-energy/” الهدف=”_blank”> أحدث اختراق بواسطة NISF يأتي في الصورة.
الآن بعد أن أصبح لدى الفريق فهم أعمق لكيفية انتشار الحرارة في البلازما، يمكنهم حساب التغييرات التي تحدثها اضطرابات الموصل والحامل. والأهم من ذلك أنهم يفهمون الآن كيف تؤثر أوقات التسخين على هذا السلوك. وهذا يمنح العلماء رؤية مهمة يمكن أن تساعد في التنبؤ بدقة أكبر بالتغيرات في درجات الحرارة في البلازما، وبالتالي تطوير طرق التحكم في الحرارة. يعد تحسين التحكم في درجة حرارة البلازما وتسخينها جانبًا أساسيًا لتحقيق اندماج نووي متحكم فيه ومستقر.
“This research provides the first unambiguous experimental evidence for the long-hypothesized mediator pathways, validating key theoretical predictions in plasma physics,” وكتب الفريق في ورقة بحثية نشرت في مجلة”https://www.nature.com/articles/s42005-025-02454-x” الهدف=”_blank”> فيزياء الاتصالات مجلة. يقول الفريق إن النتائج التي توصلوا إليها ستساعد في التنبؤ والسيطرة على انتشار الحرارة في مفاعلات الاندماج بشكل أكثر فعالية، وأنهم يقومون الآن بتطوير طريقة يمكن أن تسمح بتحكم أكثر فعالية في اضطراب البلازما.