École Spéciale de Lausanne’ın yeni 3 boyutlu görselleştirmesi sayesinde, tokamak adı verilen halka şeklindeki bir kabın içinde nükleer füzyonun nasıl gerçekleştiğini artık görebilirsiniz.
Nükleer füzyon nedir ve neden önemlidir?
Nükleer füzyon, Güneşimiz gibi yıldızları çalıştıran reaksiyondur. İki hafif atom çekirdeğinin birleşerek tek, daha ağır bir çekirdek oluşturması ve bu süreçte muazzam miktarda enerji açığa çıkmasıyla gerçekleşir.
İnsanlar, ilgili cihazları çalıştırmak için gereken enerji de dahil olmak üzere net bir enerji kazanımı sağlayan füzyon reaksiyonlarını katalize edebilirlerse, bu güvenilir, sıfır karbonlu bir enerji kaynağının başlangıcı olabilir. Mühendislerin füzyon enerjisi arayışı hakkında daha fazla bilgiyi burada okuyabilirsiniz.
Nükleer füzyon farklı şekillerde yapılır; bazı yöntemler lazerleri içerirken diğerleri aşırı ısıtılmış plazmaya dayanır. İkinci seçenek, fizikçilerin manyetik alanlar kullanarak kontrol edebildiği plazma içeren çörek biçimli kaplar olan tokamaklarda gerçekleşir. Dünyanın en büyük tokamak’ı şu anda Fransa’nın güneyinde inşa ediliyor.
Peki bu görselleştirmeler neler ve ne gösteriyor?
Nükleer füzyon görselleştirmelerinde, EPFL Deneysel Müzecilik Laboratuvarı, tokamak simülasyonlarından ve plazma testlerinden gelen terabaytlarca veriyi, parçacıkların toroidal bölmede nasıl hareket ettiğini gösteren 3B bir görselleştirmeye dönüştürdü. Tokamak’ın iç kısmı, düzenek iç kısmının taramalarından oluşturulan EPFL’nin değişken konfigürasyonlu tokamak’ının (TCV) tam bir kopyasıdır.
EPFL’de laboratuvarda bilgisayar bilimcisi olarak çalışan Samy Mannane, “Sadece tek bir görüntü üretmek için sistemin her göz için saniyede 60 kez hızla hareket eden binlerce parçacığın yörüngelerini hesaplaması gerekiyor” dedi. serbest bırakmak“TCV’nin test çalışmaları sırasında aşırı yüksek sıcaklıklara maruz kalan reaktör duvarlarını kaplayan grafit karolardaki aşınma ve yıpranmayı bile yakalayabildik.”
Tokamak’taki grafit fayanslar 180 milyon derece Fahrenheit’ı (100 milyon Santigrat) aşan sıcaklıklara dayanmak zorundadır ve görselleştirmede sadık bir şekilde temsil edilmiştir. Elektronlar kırmızı, protonlar yeşil ve tokamak’ın manyetik alanı mavi ile temsil edilmiştir.
EPFL’nin İsviçre Plazma Merkezi’nin yeni direktörü Paolo Ricci aynı basın bülteninde “Görselleştirme sürecinin ardındaki fizik son derece karmaşıktır” dedi. “Tokamaks’ın birçok farklı hareketli parçası vardır: heterojen davranışa sahip parçacıklar, manyetik alanlar, plazmayı ısıtmak için dalgalar, dışarıdan enjekte edilen parçacıklar, gazlar ve daha fazlası. Fizikçiler bile her şeyi çözmekte zorlanıyor.”
Füzyon enerjisinin geleceği parlaktır ve tokamak’ın iç işleyişine dair bu aydınlatıcı görüntüler bu geleceği daha da parlak hale getiriyor.