Sökandet för Clean Inexhautible energi genom Nuclear Fusion

Published on April 13, 2010 at 9:39 AM

Det söker professor Raúl Sánchez Fernández av Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), som är mottagare av "Miguel Catalán" priset, som tilldelas av Comunidad de Madrid att forskare under 40 år, för sin forskning om plasmafysik och termonukleär fusion.

Kärnfusion produceras när två atomkärnor av ljus element sammanfogas ger vika för tyngre element, därmed frigöra en enorm mängd energi. För att denna reaktion skall produceras, är en stor tillförsel av energi som krävs för att nå temperaturer på tiotals miljoner grader som gör att kärnorna att komma tillräckligt nära för att övervinna sin naturliga motvilja och sedan kondenseras i plasma staten. Men när pågår, kan processen fortsätta av sig själv med minimal yttre energitillförsel bildar vad som kallas plasma tändning. För att hålla dessa plasmor kommer i kontakt med något fysiskt medium, är en av de metoder som används i vissa fusionsreaktorer magnetisk inneslutning som består i att isolera plasma i en tom kammare med hjälp av magnetfält.

Bild av ett ögonblick av turbulens som orsakas av gradienter av joniska temperaturer, som tros dominera förlossning i centrum av fusionsplasma. Denna simulering genomfördes i en geometrisk toroid med parametrarna för en tokamak

"Ett av problemen är att dessa typer av plasma är av naturen mycket instabila och domineras av den turbulens som visas i det inre och gör plasma liksom dess energi går ut väldigt snabbt från det magnetiska mottagaren som innesluter det", professor Raúl Sánchez förklaras, som har fokuserat sin forskning på området plasmafysik och termonukleär fusion, särskilt i de teoretiska och grundläggande studier av fysiken för magnetiska plasmainneslutning, anställd Tokamak reaktorn prototyp ITER, som är under uppbyggnad.

Framgången för detta sätt att producera energi kräver att undvika uppkomsten av dessa instabilitet eller styra dem om de verkar, liksom den turbulens som dominerar inredningen och kraftigt påskynda en försämring av instängdhet. Under de senaste decennierna enorma framsteg har gjorts i denna riktning, men deuterium plasmor har använts som inte producerar höga energi neutroner och är som sådan, lättare att använda. Fusion av deuterium och tritium är dock den mest energiskt tillgänglig, eftersom det kräver en lägre temperatur. Av den anledningen finns det fortfarande många utmaningar, såsom de som har att göra med införandet av tritium, som är en instabil isotop, eller bevis för att dessa plasmor kan träda i tändningen, som är "self-värme" med den energi som lagras av heliumatomer produceras i fusionsreaktioner. "Dessutom", forskaren tillägger: "fusion av tritium och deuterium, de två element som används, producerar stora flöden av mycket energisk neutroner som går mot väggarna i reaktorn, för vilka material som måste finnas som kan stödja dessa flöden ", avslutade han. I syfte att möta alla dessa utmaningar det internationella samfundet, däribland Spanien, har startat ITER-projektet, en reaktor av denna typ som byggs i södra Frankrike med en budget på 200.000 miljoner euro. Framtiden för denna energikälla, som i teorin ren och outtömlig, beror på projektets framgång.

Professor Raul Sanchez har arbetat inom UC3M Plasma Physics Group, där han och hans kollegor försök att förstå ur en teoretisk synvinkel dynamiken i den turbulens som dominerar dessa plasmor eller deras magneto-hydrodynamisk stabilitet. Variationen av de fenomen som förekommer i dessa plasmor är så stor att de kräver forskare som studerar dem att ha ett kommando på många områden av fysiken, från elektromagnetism fysik till statistisk fysik, bland annat atomfysik, fysik av vätskor, och speciella relativitetsteori fysik. "Vi är en relativt liten men internationellt mycket aktiv grupp som arbetar med tokamaker reaktorer (som i ITER-projektet) samt i andra fusion mekanismer, såsom stellaratorn eller omvänd fältet nypa", konstaterade experten.

Anmärkningsvärda i hans forskning är studiet av MHD stabilitet plasma begränsa magnetiska konfigurationer. I denna mening är COBRA kod som utvecklats under 2000 för beräkningen av denna stabilitet, en standard verktyg som har används i stor utsträckning i de viktigaste fusionslaboratorier i ord, till exempel i utformningen av NCSX stellaratorn och QPS av Nationella Oak Ridge Laboratory, liksom för tolkning av experimentella resultat i TJ-II heliac av CIEMAT, W7-AS helias i Tyskland, och LHD torsatron av Japan. För närvarande SIESTA koden utvecklas för att lösa magnetiska jämvikter med öar och stokastiska regioner som kan omvandlas till ett mycket användbart verktyg för ITER, liksom för utformningen av de bästa konfigurationer av reaktorer i framtiden, enligt forskarna. Alla dessa aktiviteter har bidragit till att föra på ett relevant sätt kunskap om fusionsenergi, och därmed uppnå viktiga internationella prestige.

Forskaren mottog nyheten om priset, medan i USA under en vistelse vid National Laboratory i Oak Ridge, där han arbetar i flera projekt med anknytning till studiet av turbulens, transport och stabilitet magnetiskt trånga fusion plasma som han har gjort nu under flera år tillsammans med andra individer från universitetets Institutionen för fysik. "Jag blev glad när jag hörde nyheten eftersom det utgör ett erkännande av mitt arbete och min medarbetare under åren, och också för att jag hoppas att det kommer att hjälpa våra små men pigg forskarsamhället som utför arbete i området av plasma fusion och fysik för att uppnå erkännande i det här landet ", sade han.

Den "Miguel Catalán" utmärkelser för vetenskapliga gärning syftar till att stimulera och underblåsa forskning och för att främja, erkänna och hedra de vetenskapliga och humanistiska värden av forskare med länkar till regionen Madrid, forskare, som genom sitt arbete har bidragit till att åstadkomma förbättringar för kunskap, framsteg och värdighet för mänskligheten. Denna speciella pris, öronmärkta för forskare under 40 års ålder, uppgår till 21 tusen euro för hedrade mottagaren. Priset, som ett erkännande av spetskompetens inom forskning, värderingar karriär och effekterna av det arbete som genom detta professor från UC3M Institutionen för fysik, som har ett nära samarbete med University of Alaska vid Fairbanks och Oak Ridge National Laboratory i Tennessee (USA ), ett centrum för hela världen betydelse i plasma och teknik fusion.

Last Update: 3. October 2011 16:55

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit