A fizikusok majonézzel oldják meg a magfúzió rejtélyét
A majonéz alapjául szolgáló fizika segíthet a fizikusoknak a magfúzió előállításához szükséges ultraforró plazma megkerítésében.
Amikor a webhelyünkön található linkeken keresztül vásárol, társult jutalékot kaphatunk. Íme, hogyan működik.
A nukleáris fúziós technológia egy váratlan helyről hozhat áttörést: a majonézből.
Egy új tanulmányban, amelyet májusban tettek közzé a Physical Review E folyóiratban, a tudósok a krémes ételízesítőt egy kavargó gépbe forgatták, és forgatták, hogy megnézzék, milyen körülmények váltják ki.
"A majonézt azért használjuk, mert szilárd anyagként viselkedik, de ha nyomásgradiensnek van kitéve, folyni kezd" - mondta a tanulmány vezető szerzője, Arindam Banerjee, a pennsylvaniai Lehigh Egyetem gépészmérnöke. nyilatkozat.
Ez a folyamat segíthet tisztázni a nukleáris fúziós reaktorokban ultramagas hőmérsékleten és nyomáson előforduló fizikát – anélkül, hogy extrém körülményeket kellene teremteni.
Kapcsolódó: Végre elkészült a világ legnagyobb magfúziós reaktora. De még 15 évig nem fog működni.
Az nukleáris fúzió héliumot kovácsol hidrogénből a csillagok szívében. Elméletileg szinte korlátlan tiszta energia forrása lehet a Földön – ha a reakció több energiát tud termelni, mint amennyi a működéséhez szükséges.
Ez egy magas sorrend; A csillaghajtású fúzió 27 millió Fahrenheit-fokon (15 millió Celsius-fokon) megy végbe, a NASA szerint. És egy csillag hatalmas gravitációja összekényszeríti a hidrogénatomokat, legyőzve természetes taszításukat. A Földön azonban nincs ilyen nyomónyomás, ezért az ember által készített fúziós reaktoroknak tízszer melegebben kell működniük, mint a Nap.
Ezen elmeolvadási hőmérsékletek eléréséhez a tudósok többféle megközelítést alkalmaznak, beleértve az inerciális bezártságot is.
Ebben a folyamatban a fizikusok borsóméretű gázpelleteket – jellemzően nehéz izotópok keverékét vagy hidrogén változatait – fémkapszulákba fagyasztják. Ezután lézerrel robbantják fel a pelleteket, amelyek egy villanás alatt 400 millió F (222 millió C) hőmérsékletre melegítik fel a gázt – és ideális esetben plazmává alakítják, ahol a közlemény szerint a fúzió megtörténhet.
Sajnos a hidrogéngáz tágulni akar, aminek következtében az olvadt fém felrobban, mielőtt a hidrogénnek ideje lenne megolvadni. Ez a robbanás akkor következik be, amikor a fémkapszula instabil fázisba kerül és folyni kezd.
Banerjee csapata rájött, hogy az olvadt fém alacsonyabb hőmérsékleten a majonézhez hasonlóan viselkedik: lehet rugalmas, vagyis visszapattan, amikor rányomja, vagy műanyag, ami azt jelenti, hogy nem pattan vissza vagy nem folyik.
"Ha a majonézt megterheljük, az elkezd deformálódni, de ha eltávolítja a stresszt, akkor visszanyeri eredeti alakját" - mondta. "Tehát van egy rugalmas fázis, amit egy stabil képlékeny fázis követ. A következő fázis az, amikor elkezd folyni, és itt kezdődik az instabilitás."
Az új tanulmányban a kutatók majonézt helyeztek egy gépbe, amely addig gyorsította a tojás-olaj emulziót, amíg az elkezdett folyni. Ezután jellemezték azokat a feltételeket, amelyek mellett az ételízesítő átmenet a képlékeny, rugalmas és instabil állapotok között.
"Megtaláltuk azokat a feltételeket, amelyek mellett lehetséges volt a rugalmas helyreállítás, és hogyan lehet maximalizálni az instabilitás késleltetése vagy teljes elnyomása érdekében" - mondta Banerjee.
A tanulmány azt is megállapította, hogy mely körülmények tettek lehetővé nagyobb energiahozamot.
Természetesen a majonéz és az ultraforró fémkapszula sok tekintetben különbözik egymástól. Tehát még várni kell, hogy a csapat eredményei lefordíthatók-e a napnál sokszor melegebb plazmaszemcsékre.