.A new law unchains fusion energy
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.A new law unchains fusion energy
새로운 법칙은 핵융합 에너지를 풀다
로잔 연방 폴리테크닉 학교 크레딧: CC0 공개 도메인 MAY 17, 2022
대규모 유럽 협력 내에서 EPFL의 물리학자들은 30년 넘게 플라즈마 및 핵융합 연구의 기초가 된 기본 법칙 중 하나를 수정했으며 심지어 ITER과 같은 초대형 프로젝트의 설계까지 관리했습니다. 이 업데이트는 우리가 실제로 핵융합로에서 더 많은 수소 연료를 안전하게 사용할 수 있고 따라서 이전에 생각했던 것보다 더 많은 에너지를 얻을 수 있음을 보여줍니다. 융합은 가장 유망한 미래 에너지원 중 하나입니다. 그것은 두 개의 원자핵이 하나로 결합되어 엄청난 양의 에너지를 방출하는 것을 포함합니다.
사실, 우리는 매일 핵융합 을 경험합니다. 태양의 따뜻함은 수소 핵 이 더 무거운 헬륨 원자로 융합되면서 옵니다. 현재 지구에 에너지를 생성하기 위해 태양의 핵융합 과정을 복제하는 것을 목표로 하는 ITER라는 국제 핵융합 연구 메가 프로젝트가 있습니다. 그 목표는 핵융합이 일어나 에너지를 생산할 수 있는 적절한 환경을 제공하는 고온 플라즈마를 만드는 것입니다.
기체와 유사한 물질의 이온화된 상태인 플라즈마는 양전하를 띤 핵과 음전하를 띤 전자로 구성되어 있으며 우리가 호흡하는 공기보다 밀도가 거의 백만 배 낮습니다. 플라즈마는 수소 원자 인 "융합 연료" 를 극도로 높은 온도(태양 핵의 10배)에 노출시켜 전자를 원자핵 에서 강제로 분리시켜 생성 됩니다. 이 과정은 " 토카막 "이라고 하는 도넛 모양("환형") 구조 내부에서 발생합니다 . "융합용 플라즈마를 생성하려면 고온, 고밀도 수소 연료, 양호한 밀폐성이라는 세 가지를 고려해야 합니다."라고 스위스 플라스마 센터(Swiss Plasma Center)의 Paolo Ricci는 말합니다.
EPFL. JET 방전 No. 80823에 대한 가스 플럭스, Thomson 산란의 전자 밀도, 복사 강도 및 자기 섭동의 시간 추적. MARFE 이벤트는 X 지점 이상에서 측정된 복사의 강한 증가로 식별됩니다. MARFE 발병은 잠금 모드의 출현보다 먼저 나타나 결국 플라즈마 중단으로 이어집니다. 빨간색 점선 수직선은 MARFE 발병 시간, t M ≃ 20.9초를 나타냅니다. 잠긴 N = 1 모드의 시작은 21.95초에 발생하고 중단 시간은 21.1초입니다. 크레딧: Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.185003
대규모 유럽 협력 내에서 작업하면서 Ricci의 팀은 이제 플라즈마 생성의 기본 원리를 업데이트하는 연구를 발표했으며 곧 출시될 ITER 토카막이 실제로 두 배의 수소로 작동할 수 있으므로 이전에 생각했던 것보다 더 많은 핵융합 에너지를 생성할 수 있음을 보여줍니다. "토카막 내부에서 플라즈마를 만드는 데 있어 한계 중 하나는 주입할 수 있는 수소 연료의 양입니다."라고 Ricci는 말합니다. "핵융합 초기부터 우리는 연료 밀도를 높이려고 하면 어느 시점에서 '파괴'라고 부르는 현상이 발생한다는 사실을 알고 있었습니다.
80년대에 사람들은 토카막 안에 넣을 수 있는 수소의 최대 밀도를 예측할 수 있는 일종의 법칙을 만들려고 했습니다." 답은 1988년에 핵융합 과학자인 Martin Greenwald가 연료 밀도를 토카막의 작은 반경(도넛 내부 원의 반경)과 토카막 내부의 플라즈마에 흐르는 전류와 상관시키는 유명한 법칙을 발표했을 때 나왔습니다. 그 이후로 "그린발트 한계"는 핵융합 연구의 기본 원칙이었습니다. 사실, ITER의 토카막 구축 전략은 이를 기반으로 합니다.
"Greenwald는 실험 데이터 에서 완전히 경험적으로 법칙을 도출했습니다 . 검증된 이론이나 우리가 '첫 번째 원칙'이라고 부르는 것이 아닙니다."라고 Ricci는 설명합니다. "그래도 그 한계는 연구를 위해 꽤 잘 작동했습니다. 그리고 어떤 경우에는 DEMO(ITER의 후계자)와 같이 이 방정식이 작동에 큰 한계를 구성합니다. 왜냐하면 특정 수준 이상으로 연료 밀도를 증가시킬 수 없기 때문입니다."
스위스 플라즈마 센터는 동료 토카막 팀과 협력하여 고도로 정교한 기술을 사용하여 토카막에 주입되는 연료의 양을 정확하게 제어할 수 있는 실험을 설계했습니다. 대규모 실험은 세계 최대 토카막인 영국의 JET(Joint European Torus)와 독일의 ASDEX 업그레이드(Max Plank Institute), EPFL의 자체 TCV 토카막에서 진행되었습니다. 이 대규모 실험 노력은 유럽에서 핵융합 연구를 조정하고 현재 EPFL이 독일의 막스 플랑크 플라즈마 물리학 연구소를 통해 참여하고 있는 유럽 조직인 EUROfusion Consortium에 의해 가능했습니다.
-동시에, Maurizio Giacin, Ph.D. Ricci 그룹의 학생은 연료 밀도와 토카막 크기를 상관시킬 수 있는 제1원리 법칙을 도출하기 위해 토카막의 밀도를 제한하는 물리학 과정을 분석하기 시작했습니다. 그 중 일부는 컴퓨터 모델로 수행된 플라즈마의 고급 시뮬레이션을 사용하는 것과 관련이 있습니다. "시뮬레이션은 CSCS, Swiss National Supercomputing Center, EUROfusion에서 제공하는 것과 같은 세계에서 가장 큰 컴퓨터 중 일부를 활용합니다."라고 Ricci는 말합니다. "그리고 시뮬레이션을 통해 우리가 발견한 것은 플라즈마에 더 많은 연료를 추가함에 따라 플라즈마의 일부가 경계인 토카막의 바깥쪽 차가운 층에서 코어로 다시 이동한다는 것입니다. 왜냐하면 플라즈마가 더 난기류가 되기 때문입니다. , 전기 구리선은 가열하면 저항력이 높아지지만 플라즈마는 냉각되면 저항력이 높아집니다. 따라서 같은 온도에서 더 많은 연료를 투입할수록 더 많은 부분이 냉각되고 더 어려워집니다. 플라즈마에 전류가 흐르게 하여 혼란을 일으킬 수 있습니다."
이것은 시뮬레이션하기 어려웠습니다. "유체의 난류는 실제로 고전 물리학에서 가장 중요한 미해결 문제입니다."라고 Ricci는 말합니다. "하지만 플라즈마 의 난류 는 전자기장도 있기 때문에 훨씬 더 복잡합니다." 결국, Ricci와 그의 동료들은 코드를 해독할 수 있었고 실험과 매우 잘 일치하는 tokamak의 연료 제한에 대한 새로운 방정식을 도출하기 위해 "종이에 펜을" 넣을 수 있었습니다. Physical Review Letters 에 게시된 이 제품은 Greenwald의 한계에 근접함으로써 Greenwald의 한계를 정당화하지만 상당한 방식으로 업데이트합니다.
-새로운 방정식은 Greenwald 한계가 ITER의 연료 측면에서 거의 두 배 증가할 수 있다고 가정합니다. 이는 ITER과 같은 토카막이 실제로 거의 두 배의 연료를 사용하여 중단 걱정 없이 플라즈마를 생성할 수 있음을 의미합니다. "이것은 토카막에서 달성할 수 있는 밀도가 그것을 실행하는 데 필요한 전력과 함께 증가한다는 것을 보여주기 때문에 중요합니다."라고 Ricci는 말합니다. "실제로 DEMO는 현재의 토카막 및 ITER보다 훨씬 더 높은 출력에서 작동할 것입니다. 즉, 출력을 제한하지 않고 더 많은 연료 밀도를 추가할 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 Greenwald 법칙과 대조적으로 매우 좋은 소식입니다."
추가 탐색 핵융합 에너지를 향한 연구팀, 국내 최고속 슈퍼컴퓨터로 플라스마 난류 모델링 추가 정보: M. Giacomin 외, 에지 난류 전송 및 ITER에 대한 영향을 기반으로 하는 Tokamaks의 첫 번째 원칙 밀도 제한 스케일링, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.185003 저널 정보: Physical Review Letters Ecole Polytechnique Federale de Lausanne 제공
https://phys.org/news/2022-05-law-unchains-fusion-energy.html
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메모 2205180504 나의 사고실험 oms 스토리텔링
토카막 핵융합에서 플라즈마 난류를 시뮬레이션을 통해 작동하여 보니, 새로운 방정식에 의해 두배의 연료를 투입하여 '중단없이 플라즈마를 생성할 수 있다'고 한다.
시뮬레이션은 실험도구로 새로운 방정식을 테스트하는 좋은 도구이다. 그런 시뮬레이션이 샘플a.oms, 샘플c.oss이다. 테스트가 사실적이고 정답을 곧바로 확인할 수 있다. 그래서 토카막의 핵융합 버전업도 무제한적으로 태양급, 빅뱅급으로 증가 시킬 수 있다. 허허.
Sample a.oms (standard)
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sample c.oss(standard)
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zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
=bigrip/zerosum, npir+c(dark energy)
sample c.oss
domain(2203080543):
-At the same time, Maurizio Giacin, Ph.D. A student in the Ricci group began analyzing the physics process that limits the density of a tokamak to derive a first-principle law that could correlate fuel density with tokamak size. Some of them involve using advanced simulations of plasmas done with computer models. “The simulation utilizes some of the largest computers in the world, such as those provided by CSCS, the Swiss National Supercomputing Center and EUROfusion,” says Ricci. “And what we found through simulations is that as we add more fuel to the plasma, some of the plasma moves back to the core from the outer cold layer of the boundary tokamak, because the plasma becomes more turbulent. Electric copper wire becomes more resistive when heated, but plasma becomes more resistive when cooled, so the more fuel you put at the same temperature, the more it cools and the harder it gets - it can cause current to flow through the plasma and cause chaos. "
- This was difficult to simulate. "The turbulence of fluids is actually the most important unsolved problem in classical physics," says Ricci. “But the turbulence of plasma is much more complicated because there are also electromagnetic fields.” Eventually, Ricci and his colleagues were able to decipher the code and "put a pen on paper" to derive a new equation for the tokamak's fuel limit that matched the experiment very well. Published in Physical Review Letters, this product justifies Greenwald's limitations by approaching them, but updates them in a significant way.
-The new equation assumes that the Greenwald limit could almost double in terms of fuel for ITER. This means a tokamak like the ITER can actually generate plasma without worrying about interruption, using almost twice as much fuel. “This is important because it shows that the density achievable in a tokamak increases with the power required to run it,” says Ricci. “In practice, the DEMO will operate at much higher power than current tokamaks and ITERs. That means you can add more fuel density without limiting power. News."
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memo 2205180504 my thought experiment oms storytelling
Plasma turbulence in tokamak fusion was operated through simulation, and it is said that 'plasma can be generated without interruption' by injecting twice the fuel according to the new equation.
Simulation is a good tool for testing new equations as an experimental tool. Such simulations are sample a.oms and sample c.oss. The test is realistic and you can see the correct answer right away. Therefore, the nuclear fusion version of the tokamak can be increased to the solar level and the big bang level without limitation. haha.
Sample a.oms (standard)
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domain(2203080543):
.New Clues to Understanding the Mysterious Origin of Supernovae
초신성의 신비한 기원을 이해하는 새로운 단서
주제:리켄별초신성백색왜성 2022년 5월 17일 RIKEN 작성 폭발하는 초신성 개념
RIKEN Cluster for Pioneering Research의 과학자들은 컴퓨터 모델링을 사용하여 가설된 유형의 초신성이 수천 년 규모로 어떻게 진화할 것인지 보여주었고, 연구자들은 “D 6 . " 초신성은 우주론에 중요합니다.
한 가지 유형인 Ia가 거리를 측정할 수 있는 "표준 양초"로 사용되기 때문입니다. 사실, 그것들은 놀랍게도 최초의 관찰자들에게 우주의 팽창이 가속되고 있음을 드러내는 측정에 사용되었습니다. Ia형 초신성은 백색 왜성으로 알려진 퇴화 별의 폭발에 의해 생성되는 것으로 일반적으로 믿어지고 있지만, 폭발을 일으키는 과정은 잘 알려져 있지 않습니다. 최근에, 극도로 빠르게 움직이는 백색 왜성의 발견은 이러한 초신성의 기원에 대해 제안된 메커니즘 중 하나인 D 6 에 신뢰성을 더 했습니다.
-이 시나리오에서 쌍성계에 있는 두 개의 백색 왜성 중 하나는 "이중 폭발"로 알려진 현상을 겪습니다. 여기서 헬륨 표면층이 먼저 폭발한 다음 별의 탄소-산소 코어에서 더 큰 폭발을 일으키게 됩니다. 이것은 별의 소멸로 이어지고 폭발하는 별의 중력에서 갑자기 해방된 동반자는 엄청난 속도로 튕겨져 나옵니다. 그러나 초기 폭발 이후 오랜 시간이 지난 후 그러한 사건의 여파가 어떤 형태인지에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 이를 조사하기 위해 연구원들은 폭발 후 수천 년 동안 지속되는 초신성 잔해의 장기적인 진화를 시뮬레이션하기로 결정했습니다.
사실, 과학자들은 이 상황에 특정한 전구 시스템의 여러 특징을 감지할 수 있었고, 밝은 고리로 둘러싸인 "그림자" 또는 어두운 패치와 같은 초신성 물리학을 탐구하는 수단을 제공했습니다. 그들은 또한 대중의 믿음과 달리 Ia형 폭발의 잔여물이 항상 대칭적이지 않다는 것을 발견했습니다. 이 연구의 첫 번째 저자인 Gilles Ferrand에 따르면 “D 6 초신성 폭발은 특정한 모양을 가지고 있습니다. 우리는 초기 사건 이후 오랜 시간이 지난 후 잔해에서 볼 수 있을지 확신하지 못했지만 실제로 폭발 후에도 수천 년이 지난 후에도 여전히 볼 수 있는 특정한 서명이 있다는 것을 발견했습니다.”
RIKEN 천체물리학 빅뱅 연구소 장인 Shigehiro Nagataki 는 “이번 발견은 Ia 초신성을 우주의 척도로 사용하는 데 영향을 미칠 수 있기 때문에 매우 중요한 발견입니다. 한때 그것들은 하나의 현상에서 비롯된 것으로 믿어졌지만, 그것들이 다양하다면 우리가 그것들을 어떻게 사용하는지에 대한 재평가가 필요할 것입니다.” Ferrand는 계속해서 “앞으로 우리는 관찰과 직접 비교하기 위해 충격을 받은 플라즈마 의 구성과 상태를 고려하여 X선 방출을 보다 정확하게 계산하는 방법을 배울 계획입니다. 우리의 논문이 초신성 잔해에서 무엇을 찾아야 하는지 관찰자들에게 새로운 아이디어를 줄 수 있기를 바랍니다.” 매니토바 대학(University of Manitoba)의 연구원을 포함한 국제 그룹과 공동으로 수행한 이 연구는 2022년 5월 6일 천체 물리학 저널( The Astrophysical Journal )에 게재되었습니다.
참조: Gilles Ferrand, Ataru Tanikawa, Donald C. Warren, Shigehiro Nagataki, Samar Safi-Harb 및 Anne Decourchelle의 "Ia형 초신성 폭발에서 초신성 잔해까지의 이중 축퇴 시스템의 이중 폭발", 2022년 5월 6일, 천체 물리학 저널 . DOI: 10.3847/1538-4357/ac5c58
https://scitechdaily.com/new-clues-to-understanding-the-mysterious-origin-of-supernovae/
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메모 2205180524 나의 사고실험 oms 스토리텔링
초신성의 신비한 기원을 이해하는 새로운 단서는 샘플a.oms를 초신성의 폭발의 이중성 혹은 다중성의 특이점 샘플b.qoms 단계로 모델화 시키는 방안이다.
초신성 폭발의 매카니즘이 정상적으로 작동하면 폭발 후 수천 년 동안 지속되는 초신성 잔해의 장기적인 진화를 가능케 한다.
Sample a.oms (standard)
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sample c.oss
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-In this scenario, one of the two white dwarfs in a binary system undergoes a phenomenon known as a "double explosion." Here, the helium surface layer explodes first, and then a larger explosion occurs in the star's carbon-oxygen core. This leads to the annihilation of the star, and the companion suddenly freed from the gravitational pull of the exploding star is thrown away with great speed. However, little is known about the shape of the aftermath of such events long after the initial explosion. To investigate this, the researchers decided to simulate the long-term evolution of a supernova remnant that lasts thousands of years after the explosion.
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memo 2205180524 my thought experiment oms storytelling
A new clue to understanding the mystical origins of supernovae is to model sample a.oms as the singularity sample b.qoms of the duality or multiplicity of supernova explosions.
If the mechanism of a supernova explosion works properly, it would allow for a long-term evolution of the supernova remnant that lasted thousands of years after the explosion.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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