- Des physiciens ukrainiens, allemands et japonais collaborent pour créer des plasmas avec des densités adaptées à la fusion en utilisant des micro-ondes à basse fréquence.
- L'équipe de recherche a identifié trois étapes importantes dans la création du plasma : la décomposition du gaz, la création préliminaire du plasma et le plasma à l'état d'équilibre.
- Les chercheurs ont utilisé Heliotron J, un dispositif expérimental situé sur le campus Uji de KyotoU, pour générer une décharge qui a créé un plasma dense en arrachant les électrons de leurs atomes. Cette méthode pourrait simplifier la recherche sur la fusion à l'avenir.
L’Institut d’énergie avancée de l’Université de Kyoto, en collaboration avec l’Institut Kharkiv et l’Institut Max Planck de physique des plasmas ont collaboré pour créer des plasmas avec des densités adaptées à la fusion, en utilisant la puissance des micro-ondes à basse fréquence. L’équipe de recherche a identifié trois étapes importantes dans la output de plasma : la décomposition du gaz semblable à la foudre, la creation préliminaire de plasma et le plasma à l’état d’équilibre. Faire exploser les micro-ondes sans alignement du champ magnétique de l’Héliotron J a créé une décharge qui a arraché les électrons de leurs atomes et produit un plasma particulièrement dense.
L’auteur principal Yurii Victorovich Kovtun, bien qu’il ait été contraint d’évacuer l’Institut de physique et de technologie de Kharkiv au milieu de la guerre actuelle entre la Russie et l’Ukraine, a continué à travailler avec l’Université de Kyoto pour créer des plasmas stables à l’aide de micro-ondes.
Obtenir le plasma juste est l’un des obstacles à l’exploitation des quantités massives d’énergie promises par la fusion nucléaire.
Les plasmas – soupes d’ions et d’électrons – doivent être maintenus à la bonne densité, température et durée pour que les noyaux atomiques fusionnent pour obtenir la libération d’énergie souhaitée.
Une recette implique l’utilisation de gros appareils en forme de beignet avec de puissants aimants qui contiennent un plasma tandis que des générateurs de micro-ondes soigneusement alignés chauffent le mélange atomique.
Aujourd’hui, l’Institute of State-of-the-art Vitality de l’Université de Kyoto, ainsi que l’Institut Kharkiv et l’Institut Max Planck de physique des plasmas ont collaboré pour créer des plasmas avec des densités adaptées à la fusion, en utilisant la puissance des micro-ondes à basse fréquence.
L’équipe de recherche a identifié trois étapes importantes dans la creation de plasma : la décomposition du gaz semblable à la foudre, la output préliminaire de plasma et le plasma à l’état d’équilibre. L’étude est menée à l’aide d’Heliotron J, la dernière itération de dispositifs expérimentaux à plasma de fusion à l’Institute of Sophisticated Electricity, situé sur le campus Uji de KyotoU au sud de Kyoto.
“Au départ, nous ne nous attendions pas à ces phénomènes dans l’héliotron J, mais nous avons été surpris de constater que des plasmas se formaient sans résonance cyclotron”, explique le chef de groupe Kazunobu Nagasaki.
S’appuyant sur des décennies d’expérience, l’équipe de Nagasaki discover les décharges de plasma de fusion dans Heliotron J.
L’équipe a injecté des rafales intenses de puissance micro-onde de 2,45 GHz dans un gaz d’alimentation. Les fours à micro-ondes domestiques fonctionnent à cette même fréquence, mais Heliotron J est approximativement 10 fois additionally puissant et concentré sur quelques atomes de gaz.
“De manière inattendue, nous avons découvert que le fait de faire exploser les micro-ondes sans alignement du champ magnétique de l’héliotron J créait une décharge qui arrachait les électrons de leurs atomes et produisait un plasma particulièrement dense”, s’émerveille Nagasaki.
“Nous sommes extrêmement reconnaissants que notre collègue ait pu continuer à soutenir l’étude, malgré la guerre en Ukraine. Nos découvertes sur cette méthode pour générer des plasmas à l’aide de décharges micro-ondes pourraient simplifier la recherche sur la fusion à l’avenir.”
