Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Langkah seterusnya ke arah tenaga gabungan

Anonim

Fusion adalah proses yang menguatkan matahari, memanfaatkannya di Bumi akan memberikan tenaga bersih tanpa had. Walau bagaimanapun, para penyelidik mengatakan bahawa membina loji kuasa gabungan telah terbukti menjadi tugas yang menakutkan, tidak penting kerana tidak ada bahan yang boleh bertahan dalam keadaan melelahkan yang terdapat di teras reaktor fusi. Sekarang, penyelidik di Texas A & M University telah menemui cara untuk membuat bahan yang mungkin sesuai untuk digunakan dalam reaktor pelekap masa depan.

iklan


Matahari menjadikan tenaga dengan menggabungkan atom hidrogen, masing-masing dengan satu proton, ke dalam atom helium, yang mengandungi dua proton. Helium adalah hasil sampingan tindak balas ini. Walaupun ia tidak mengancam alam sekitar, ia menyebabkan kekacauan atas bahan yang diperlukan untuk membuat reaktor fusi.

"Helium adalah elemen yang biasanya tidak kita fikirkan sebagai berbahaya, " kata Dr Michael Demkowicz, profesor bersekutu di Jabatan Sains dan Kejuruteraan Bahan. "Ia bukan toksik dan bukan gas rumah hijau, yang merupakan salah satu sebab mengapa kuasa gabungan begitu menarik."

Walau bagaimanapun, jika anda memaksa helium di dalam bahan yang padat, gelembung itu, seperti gelembung karbon dioksida dalam air berkarbonat.

"Secara harfiah, anda mendapatkan gelembung-gelembung helium di dalam logam yang tinggal di sana selama-lamanya kerana logamnya pepejal, " kata Demkowicz. "Apabila anda mengumpulkan lebih banyak helium, gelembung mula menghubungkan dan memusnahkan keseluruhan bahan."

Bekerjasama dengan pasukan penyelidik di Makmal Nasional Los Alamos di New Mexico, Demkowicz menyiasat bagaimana helium berkelakuan dalam pepejal nanokomposit, bahan-bahan yang terbuat dari susunan lapisan logam tebal. Penemuan mereka, yang baru-baru ini diterbitkan dalam Sains Advances, adalah satu kejutan. Daripada membuat gelembung, helium dalam bahan-bahan ini membentuk saluran yang panjang, menyerupai urat dalam tisu hidup.

"Kami terpesona dengan apa yang kami lihat, " kata Demkowicz. "Apabila anda meletakkan lebih banyak helium di dalam nanocomposites ini, dan bukannya memusnahkan bahan, urat sebenarnya mula terhubung, menyebabkan jenis sistem vaskular."

Penemuan ini membuka jalan kepada bahan yang tahan helium yang diperlukan untuk membuat tenaga gabungan menjadi realiti. Demkowicz dan kolaboratornya percaya bahawa helium boleh bergerak melalui rangkaian urat yang membentuk dalam nanocomposite mereka, akhirnya keluar dari bahan tanpa menyebabkan kerosakan lagi.

Demkowicz bekerjasama dengan Di Chen, Nan Li, Kevin Baldwin dan Yongqiang Wang dari Laboratorium Nasional Los Alamos, serta bekas pelajar Dina Yuryev dari Institut Teknologi Massachusetts. Projek ini disokong oleh program Penyelidikan dan Pembangunan Laboratorium yang Diarahkan di Makmal Nasional Los Alamos.

"Aplikasi untuk reaktor fusi hanyalah hujung gunung kecil, " kata Demkowicz. "Saya fikir gambaran yang lebih besar di sini adalah dalam pepejal vascularized, yang seperti tisu dengan rangkaian vaskular. Apa lagi yang boleh diangkut melalui rangkaian sedemikian? Mungkin haba atau elektrik atau bahan kimia yang boleh membantu menyembuhkan material."

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Texas A & M University . Asal ditulis oleh Lorian Hopcus. Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Di Chen, Nan Li, Dina Yuryev, J. Kevin Baldwin, Yongqiang Wang, Michael J. Demkowicz. Penyusunan diri helium mengepam saluran-saluran memanjang di dalam nanolayers logam . Sains Pendahuluan, 2017; 3 (11): eaao2710 DOI: 10.1126 / sciadv.aao2710