ITER Füzyon Reaktöründe Neler Oluyor?

ITER Fuzyon Reaktorunde Neler Oluyor
ITER Fuzyon Reaktorunde Neler Oluyor - ELM'ler arasında (a) ve bir ELM sonrasında (b) modellenen tungsten (W) yoğunluğu, ELM'ler arasında ITER plazma çevresinde W'nin iyi bir şekilde perdelenmesini ve bir ELM sonrasında W yoğunluğunun artışını göstermektedir. (Modelleme UKAEA tarafından ITER Organizasyonu ile Enerji için Füzyon Görev Anlaşması kapsamında gerçekleştirilmiştir).

JET tokamakta yapılan son araştırmalar, hem projenin safsızlık yönetimi tekniğini hem de ITER’de füzyon üreten plazmaların kenarındaki tungsten taşınımının temelini oluşturan fiziği desteklemektedir. Füzyon enerjisini etkin bir şekilde üretmek için ITER’de safsızlık içermeyen plazmaları korumak çok önemlidir. Füzyon cihazlarının duvarından plazmaya nüfuz eden atomlar “safsızlık” olarak adlandırılır. Yaydıkları radyasyon nedeniyle, varlıkları füzyon yakıtları döteryum ve trityumu seyreltir ve ayrıca plazmayı soğutur (görünür, ultraviyole ve X-ışını ışığı). Her iki değişken de füzyon güç çıkışını düşürür, bu nedenle plazmadaki kirleticiler son derece düşük seviyelerde kontrol edilmelidir.

Bu durum, ITER duvarının en yüksek güç akılarını alan kısımlarını inşa etmek için kullanılan tungsten (W) için özellikle geçerlidir. Bir ITER yüksek füzyon kazançlı plazması yüzde 0.005’ten daha az tungsten içermelidir.

Yaklaşık on yıl önce, ITER’in duvarlarından aşınan tungsten atomlarının füzyon plazmasına nasıl nüfuz ettiğini taklit etmek için kapsamlı çalışmalar yapıldı. Bu deneyler, şu anda kullanılan tokamaklardaki tungsten davranışını taklit edebilen aynı modelleri kullanarak ITER’i ilk kez metodik bir şekilde kullandı.

O zamanki bulgular beklenmedikti: ITER kenar plazma özellikleri, füzyon plazmasını duvardan gelen tungsten atomlarından ayırmada son derece başarılıdır – daha önce hiç gözlemlenmemiş bir davranış.

Bu olumlu tungsten davranışı ITER bilimsel programının formülasyonunda dikkate alınmıştır çünkü bu tahminler sağlam fizik temelinde yapılmıştır; yine de bu davranışın deneysel kanıtı doğrulanmamış olarak kalmıştır. Orijinal araştırmanın arkasındaki fizik daha fazla incelendi ve ITER’e özgü bu davranışın daha az arzu edilen bir yan etkisi olduğu keşfedildi – ELM’ler olarak bilinen kenar kararsızlıkları aslında plazmaya kirletici maddeler sokacaktı. Bu kararsızlıkları plazmadan kirleticileri uzaklaştırmak için kullanan çağdaş tokamakların aksine, durum böyle değildir.

Bu da ITER için başlangıçta dikkate alınan ELM kontrol yönteminin yeniden yazılmasını gerektirmiştir. Yeni yaklaşım, ITER Araştırma Planının yürütülmesi sırasında, özellikle de radyatif saptırıcı çalışmasını gerektiren yüksek güç uygulamasından önce, bu kenar kararsızlıklarının mümkün olan en kısa sürede bastırılmasına dayanmaktadır. Bu yaklaşımla ITER, bu plazma koşullarında ELM’lerin olumsuz etkilerinden kaçınırken, fiziğin öngördüğü gelişmiş tungsten perdelenmesinden yararlanabilecektir.

ITER senaryosunun oluşturulması ve plazmada düşük tungsten konsantrasyonu ile mükemmel füzyon performansının elde edilmesi bu plazma fiziği davranışına bağlı olmasına rağmen, deneysel bir kanıt hiç yapılmamıştı. Artık durum farklı. JET üzerinde çalışan bilim insanları, Aralık ayında Nuclear Fusion’da yayınlanan bir makalede* açıklandığı gibi, yakın zamanda bu ITER benzeri tungsten davranışını kopyalamayı başardılar. JET’te ITER’dekilerle karşılaştırılabilir çevresel plazma parametrelerinin elde edilmesi ve elde edilen ölçümlerden tungsten davranışını nicel olarak tahmin etmek için sofistike analiz araçlarının geliştirilmesi, yayında ayrıntılı olarak açıklanan gösteri için ön koşullardı.

Bu deneysel sonuçlar, ITER’de füzyon üreten plazmaların kenarında tungsten taşınımını destekleyen fiziğin yanı sıra ITER Araştırma Planında seçilen tungsten safsızlık yönetimi yöntemi için de önemli bir destek sunmaktadır.

Kaynak: iter.org/newsline/-/3832

 

Günceleme: 25/01/2023 15:25

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz