วิกิพีเดียภาษาไทย
กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

จุดโฟกัสพลาสมาหนาแน่น

เครื่องกำเนิดพลาสมาความหนาแน่นสูง ( DPF ) เป็น ระบบกำเนิดพลาสมาชนิดหนึ่ง ที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ ผลิตพลังงานฟิวชั่นในช่วงต้นทศวรรษ 1960

จุดโฟกัสพลาสมาหนาแน่น

เครื่องกำเนิดพลาสมาความหนาแน่นสูง ( DPF ) เป็น ระบบกำเนิดพลาสมาชนิดหนึ่ง ที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ ผลิตพลังงานฟิวชั่นในช่วงต้นทศวรรษ 1960 ระบบนี้แสดงให้เห็นถึงกฎการปรับขนาดที่บ่งชี้ว่ามันจะไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในเชิงพาณิชย์ และตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ระบบนี้จึงถูกนำมาใช้เป็นหลักในระบบการสอนฟิวชั่น และเป็นแหล่งกำเนิดนิวตรอนและรังสี เอ็กซ์

แนวคิดดั้งเดิมได้รับการพัฒนาขึ้นในปี พ.ศ. 2497 ในสหภาพโซเวียตโดย NV Filippov ซึ่งสังเกตเห็นผลกระทบดังกล่าวขณะทำงานกับเครื่องหนีบ รุ่นแรกๆ [ 1 ]โครงการวิจัยหลักเกี่ยวกับ DPF ได้ดำเนินการในสหภาพโซเวียตในช่วงปลายทศวรรษ พ.ศ. 2493 และยังคงดำเนินต่อไปจนถึงปัจจุบัน แนวคิดพื้นฐานเดียวกันนี้ถูกค้นพบโดยอิสระในสหรัฐอเมริกาโดย JW Mather ในช่วงต้นทศวรรษ พ.ศ. 2503 แนวคิดนี้ได้รับการพัฒนาบางส่วนในช่วงทศวรรษ พ.ศ. 2513 และยังคงมีการพัฒนารูปแบบต่างๆ ต่อไป

การออกแบบพื้นฐานมาจาก แนวคิด Z-pinchทั้ง DPF และ pinch ใช้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ไหลผ่านก๊าซเพื่อให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนกลายเป็นพลาสมา จากนั้นจึงบีบอัดตัวเองเพื่อเพิ่มความหนาแน่นและอุณหภูมิของพลาสมา DPF แตกต่างกันอย่างมากในด้านรูปทรง: อุปกรณ์ส่วนใหญ่ใช้ทรงกระบอก สองอันซ้อนกัน และสร้างการบีบอัดที่ปลายของทรงกระบอกตรงกลาง ในทางตรงกันข้าม ระบบ Z-pinch โดยทั่วไปใช้ทรงกระบอกเดียว บางครั้งอาจเป็นทรงวงแหวนและบีบอัดพลาสมาเข้าสู่จุดศูนย์กลาง

จุดโฟกัสพลาสมาคล้ายกับอุปกรณ์ปืนพลาสมาความเข้มสูง (HIPGD หรือเรียกง่ายๆ ว่าปืนพลาสมา ) ซึ่งพ่นพลาสมาออกมาในรูปของพลาสโมอิดโดยไม่บีบอัด Krishnan ได้ทำการทบทวนอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับจุดโฟกัสพลาสมาหนาแน่นและการใช้งานที่หลากหลายในปี 2012 [ 2 ]

แนวคิดการบีบ

อุปกรณ์แบบพินช์เป็นระบบแรกๆ ที่ได้รับการพัฒนาอย่างจริงจังสำหรับการวิจัยฟิวชั่น โดยเริ่มต้นจากเครื่องจักรขนาดเล็กมากที่สร้างขึ้นในลอนดอนในปี 1948 โดยปกติแล้วจะมีสองรูปแบบ คือ เครื่องจักร แบบพินช์เชิงเส้นซึ่งเป็นท่อตรงที่มีอิเล็กโทรดอยู่ที่ปลายทั้งสองข้างเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไปในพลาสมา ในขณะที่ เครื่องจักร แบบพินช์ทรงวงแหวนเป็นอุปกรณ์รูปทรงโดนัท ที่มี แม่เหล็ก ขนาดใหญ่พัน รอบอยู่ ซึ่งจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่าน การเหนี่ยว นำ แม่เหล็ก

ในเครื่องทั้งสองประเภท กระแสไฟฟ้าปริมาณมากจะถูกส่งไปยังก๊าซเจือจางภายในท่อ กระแสไฟฟ้านี้จะทำให้ก๊าซแตกตัวเป็นไอออนกลายเป็นพลาสมาในขั้นต้น เมื่อการแตกตัวเป็นไอออนเสร็จสมบูรณ์ ซึ่งเกิดขึ้นในเวลาเพียงไม่กี่ไมโครวินาที พลาสมาจะเริ่มนำกระแสไฟฟ้า เนื่องจากแรงลอเรนซ์กระแสไฟฟ้าจะสร้างสนามแม่เหล็กที่ทำให้พลาสมาบีบตัวลงเป็นเส้นใยคล้ายกับฟ้าผ่ากระบวนการนี้จะเพิ่มความหนาแน่นของพลาสมาอย่างรวดเร็ว ทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้น

อุปกรณ์รุ่นแรกๆ แสดงให้เห็นถึงปัญหาเกี่ยวกับเสถียรภาพของกระบวนการนี้อย่างรวดเร็ว เมื่อกระแสไฟฟ้าเริ่มไหลในพลาสมา จะเกิดปรากฏการณ์ทางแม่เหล็กที่เรียกว่าความไม่เสถียรขึ้นซึ่งมีสองรูปแบบ คือแบบไส้กรอกและแบบบิดงอสิ่งเหล่านี้ทำให้พลาสมาไม่เสถียรและในที่สุดก็จะชนกับด้านข้างของภาชนะ ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาสองประการ พลาสมาที่ร้อนสามารถกัดกร่อนพื้นผิวของภาชนะได้ นอกจากนี้ เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ พลาสมาที่ร้อนยังสามารถทำให้อะตอมของวัสดุภาชนะ ซึ่งโดยปกติจะเป็นโลหะหรือแก้ว หลุดออกมาและเข้าไปในเชื้อเพลิง ซึ่งจะทำให้พลาสมาเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว หากไม่สามารถทำให้พลาสมามีเสถียรภาพได้ กระบวนการสูญเสียนี้จะทำให้การหลอมรวมนิวเคลียร์เป็นไปไม่ได้

ในช่วงกลางทศวรรษ 1950 มีแนวคิดแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สองอย่างปรากฏขึ้น ใน แนวคิด การบีบอัดอย่างรวดเร็วอุปกรณ์เชิงเส้นจะทำให้เกิดการบีบอัดอย่างรวดเร็วจนพลาสมาโดยรวมไม่เคลื่อนที่ แต่จะมีเพียงชั้นนอกสุดเท่านั้นที่เริ่มบีบอัด ทำให้เกิดคลื่นกระแทกซึ่งจะช่วยให้กระบวนการบีบอัดดำเนินต่อไปแม้หลังจากตัดกระแสไฟฟ้าออกแล้ว ส่วนใน แนวคิด การบีบอัดที่เสถียรจะมีการเพิ่มสนามแม่เหล็กใหม่เข้าไปผสมกับสนามแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าและสร้างโครงสร้างที่เสถียรมากขึ้น จากการทดสอบพบว่าทั้งสองระบบนี้ไม่ได้ผล และเส้นทางการบีบอัดเพื่อการสร้างฟิวชั่นจึงถูกละทิ้งไปในช่วงต้นทศวรรษ 1960

แนวคิด DPF

ระหว่างการทดลองกับเครื่องบีบอัดเชิงเส้น ฟิลิปปอฟสังเกตเห็นว่าการจัดเรียงอิเล็กโทรดและท่อบางแบบจะทำให้พลาสมาเกิดเป็นรูปร่างใหม่ๆ ซึ่งนำไปสู่แนวคิดของ DPF (Digital Flow Machine)

ในเครื่อง DPF ทั่วไป จะมีอิเล็กโทรดทรงกระบอกสองอันซ้อนกันอยู่ อิเล็กโทรดด้านในซึ่งมักจะเป็นแบบทึบ จะถูกแยกออกจากอิเล็กโทรดด้านนอกด้วย แผ่น ฉนวนที่ปลายด้านหนึ่งของอุปกรณ์ ส่วนปลายอีกด้านหนึ่งจะเปิดโล่ง ผลลัพธ์ที่ได้จึงดูคล้ายกับแก้วน้ำที่มีไส้กรอกครึ่งชิ้นตั้งอยู่ตรงกลางแก้ว

เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน กระแสไฟฟ้าจะเริ่มเกิดการอาร์คที่บริเวณที่มีความต้านทานน้อยที่สุด ซึ่งก็คือบริเวณปลายด้านใกล้กับแผ่นฉนวน ทำให้ก๊าซในบริเวณนั้นแตกตัวเป็นไอออนอย่างรวดเร็ว และกระแสไฟฟ้าจะเริ่มไหลผ่านไปยังขั้วไฟฟ้าด้านนอก กระแสไฟฟ้าจะสร้างสนามแม่เหล็กที่เริ่มผลักพลาสมาลงไปตามท่อไปยังปลายเปิด พลาสมาจะไปถึงปลายสุดภายในเวลาไม่กี่ไมโครวินาที

เมื่อพลาสมาเคลื่อนที่ไปถึงปลายเปิด มันจะเคลื่อนที่ต่อไปอีกช่วงเวลาสั้นๆ แต่ปลายทั้งสองข้างของแผ่นพลาสมาจะยังคงติดอยู่กับปลายของทรงกระบอก ทำให้แผ่นพลาสมาโค้งงอออกเป็นรูปทรงคล้ายร่มหรือยอดเห็ด

ณ จุดนี้ การเคลื่อนไหวจะหยุดลง และกระแสไฟฟ้าที่ไหลต่อเนื่องจะเริ่มบีบส่วนที่อยู่ใกล้ขั้วไฟฟ้ากลาง ในที่สุดสิ่งนี้จะทำให้บริเวณรูปวงแหวนเดิมถูกบีบอัดลงกลายเป็นเสาแนวตั้งที่ยื่นออกมาจากปลายขั้วไฟฟ้าด้านใน ในบริเวณนี้ ความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก นี่คือจุด โฟกัส

กระบวนการทั้งหมดดำเนินไปอย่างรวดเร็วหลายเท่าของความเร็วเสียงในก๊าซโดยรอบ ขณะที่ชั้นกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปตามแนวแกนอย่างต่อเนื่อง ส่วนที่สัมผัสกับขั้วบวกจะเลื่อนไปตามหน้าขั้วบวกอย่างสมมาตรตามแกน เมื่อหน้าคลื่นกระแทกที่ ยุบตัว ลงรวมตัวกันที่แกนกลาง หน้าคลื่นกระแทกสะท้อนจะแผ่ออกมาจากแกนกลางจนกระทั่งไปพบกับชั้นกระแสไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนอยู่ ซึ่งจะก่อตัวเป็นขอบเขตสมมาตรตามแกนของคอลัมน์พลาสมาร้อนที่ถูกบีบอัดหรือโฟกัส

คอลัมน์พลาสมาหนาแน่น (คล้ายกับปรากฏการณ์Z-pinch ) จะถูกบีบอัด อย่างรวดเร็ว เกิดความไม่เสถียร และแตกตัวออก การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและอนุภาคที่รุนแรง ซึ่งเรียกรวมกันว่าการแผ่รังสีหลายชนิดเกิดขึ้นในช่วงที่พลาสมาหนาแน่นและช่วงที่แตกตัวออก ระยะวิกฤตเหล่านี้โดยทั่วไปจะกินเวลาหลายสิบนาโนวินาทีสำหรับเครื่องโฟกัสขนาดเล็ก (kJ, 100 kA) ไปจนถึงประมาณหนึ่งไมโครวินาทีสำหรับเครื่องโฟกัสขนาดใหญ่ (MJ, หลาย MA)

กระบวนการนี้ ซึ่งรวมถึงเฟสตามแนวแกนและแนวรัศมี อาจใช้เวลาตั้งแต่ไม่กี่ไมโครวินาที (สำหรับจุดโฟกัสขนาดเล็ก) ไปจนถึง 10 ไมโครวินาทีสำหรับเครื่องโฟกัสขนาดใหญ่ สำหรับเครื่องโฟกัสแบบ Mather DPF เครื่องโฟกัสแบบ Filippov มีเฟสตามแนวแกนที่สั้นมากเมื่อเทียบกับเครื่องโฟกัสแบบ Mather

แอปพลิเคชัน

เมื่อใช้งานโดยใช้ดิวเทอเรียม จะมีการปล่อย รังสีเอ็กซ์และอนุภาคประจุออกมาอย่างเข้มข้น รวมถึงผลพลอยได้ จากการหลอมรวม นิวเคลียร์ เช่นนิวตรอน[ 3 ]มีการวิจัยอย่างต่อเนื่องที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการใช้งานเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์อ่อน[ 4 ] สำหรับ การพิมพ์หินไมโครอิเล็กทรอนิกส์ รุ่นต่อไปการตัดเฉือนพื้นผิวขนาดเล็ก แหล่ง กำเนิด รังสีเอ็กซ์และนิวตรอน แบบพัลส์ สำหรับการวินิจฉัยและการรักษาทางการ แพทย์ การตรวจสอบความปลอดภัย และการดัดแปลงวัสดุ[ 5 ]และอื่นๆ

สำหรับ การใช้งาน อาวุธนิวเคลียร์อุปกรณ์โฟกัสพลาสมาหนาแน่นสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดนิวตรอน ภายนอก ได้[ 6 ]การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ การจำลองการระเบิดนิวเคลียร์ (สำหรับการทดสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์) และแหล่งกำเนิดนิวตรอนที่มีความเข้มสูงและสั้น ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการค้นหาหรือตรวจสอบวัสดุนิวเคลียร์ (ยูเรเนียม พลูโตเนียม) โดยไม่ต้องสัมผัส

ลักษณะเฉพาะ

ลักษณะสำคัญของพลาสมาโฟกัสที่มีความหนาแน่นสูงคือความหนาแน่นของพลังงานของพลาสมาโฟกัสแทบจะคงที่ตลอดช่วงของเครื่องจักร[ 7 ]ตั้งแต่เครื่องจักรระดับต่ำกว่ากิโลจูลไปจนถึงเครื่องจักรระดับเมกะจูล เมื่อเครื่องจักรเหล่านี้ได้รับการปรับแต่งเพื่อการทำงานที่เหมาะสมที่สุด[ 8 ]ซึ่งหมายความว่าเครื่องพลาสมาโฟกัสขนาดเล็กที่วางบนโต๊ะสามารถสร้างลักษณะพลาสมา (อุณหภูมิและความหนาแน่น) ที่เหมือนกันกับพลาสมาโฟกัสขนาดใหญ่ที่สุด อย่างไรก็ตาม เครื่องจักรขนาดใหญ่กว่าจะสร้างปริมาตรของพลาสมาโฟกัสที่ใหญ่กว่า ซึ่งส่งผลให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและให้ผลผลิตรังสีมากขึ้น

แม้แต่เครื่องสร้างพลาสมาขนาดเล็กที่สุดก็ยังมีลักษณะพลวัตพื้นฐานเหมือนกับเครื่องขนาดใหญ่กว่า โดยสร้างลักษณะของพลาสมาและผลิตภัณฑ์รังสีที่เหมือนกัน นี่เป็นเพราะปรากฏการณ์ ของพลาสมาสามารถปรับขนาดได้

ดูเพิ่มเติมที่พลาสโมอิด (plasmoid)ซึ่งเป็นลูกบอลพลาสมาแม่เหล็กแบบปิดสนิทที่อาจเกิดขึ้นจากจุดรวมพลาสมาที่มีความหนาแน่นสูง

พารามิเตอร์การออกแบบ

ความหนาแน่นของพลังงานพลาสมาที่คงที่ตลอดช่วงของอุปกรณ์พลาสมาโฟกัส ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่ เกี่ยวข้องกับค่าของพารามิเตอร์การออกแบบที่ต้องคงไว้ที่ค่าใดค่าหนึ่งเพื่อให้พลาสมาโฟกัสทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

พารามิเตอร์การออกแบบ 'ความเร็ว' ที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์ผลิตนิวตรอนคือโดยที่คือกระแสไฟฟ้าคือรัศมีของแอโนด และคือความหนาแน่นหรือความดันของก๊าซ[ 7 ]

ตัวอย่างเช่น สำหรับการทำงานที่ปรับให้เหมาะสมกับนิวตรอนในดิวเทอเรียม ค่าของพารามิเตอร์วิกฤตนี้ ซึ่งสังเกตได้จากการทดลองกับเครื่องจักรหลายขนาดตั้งแต่กิโลจูลไปจนถึงหลายร้อยกิโลจูล คือ 9 kA/(mm·Torr 0.5 ) หรือ 780 kA/(m·Pa 0.5 ) โดยมีความคลาดเคลื่อนที่น้อยมากเพียง 10% ในช่วงขนาดของเครื่องจักรที่กว้างมากเช่นนี้

ดังนั้น เมื่อพิจารณากระแสสูงสุดที่ 180 kA ขั้วบวกจะต้องมีรัศมี 10 มม. โดยมีแรงดันบรรจุของดิวเทอเรียมที่ 4 Torr (530 Pa) ความยาวของขั้วบวกจะต้องสอดคล้องกับเวลาเพิ่มขึ้นของ กระแสในตัวเก็บ ประจุเพื่อให้ความเร็วในการเคลื่อนที่ตามแนวแกนโดยเฉลี่ยของชั้นกระแสอยู่ที่ประมาณ 50 มม./μs ดังนั้น เวลาเพิ่มขึ้นของตัวเก็บประจุที่ 3 μs จึงต้องการความยาวขั้วบวกที่เหมาะสมที่ 160 มม.

ตัวอย่างข้างต้นของกระแสสูงสุด 180 kA ที่เพิ่มขึ้นใน 3 μs รัศมีและความยาวของแอโนดที่ 10 และ 160 มม. ตามลำดับนั้นใกล้เคียงกับพารามิเตอร์การออกแบบของ United Nations University/International Centre for Theoretical Physics Plasma Fusion Facility (UNU/ICTP PFF) [ 9 ]อุปกรณ์ขนาดเล็กแบบตั้งโต๊ะนี้ได้รับการออกแบบให้เป็นระบบทดลองแบบบูรณาการต้นทุนต่ำสำหรับการฝึกอบรมและการถ่ายทอดเพื่อเริ่มต้น/เสริมสร้างการวิจัยพลาสมาเชิงทดลองในประเทศกำลังพัฒนา[ 10 ]

กำลังสองของพารามิเตอร์การขับเคลื่อนเป็นตัววัดความหนาแน่นของพลังงานพลาสมา

ในทางตรงกันข้ามพารามิเตอร์ความหนาแน่นพลังงาน ที่เสนออีกตัวหนึ่ง ซึ่งเรียกว่า โดยที่ E คือพลังงานที่เก็บไว้ในชุดตัวเก็บประจุ และ a คือรัศมีของขั้วบวก สำหรับการทำงานที่เหมาะสมที่สุดกับนิวตรอนในดิวเทอเรียม ค่าของพารามิเตอร์วิกฤตนี้ ซึ่งสังเกตได้จากการทดลองในช่วงของเครื่องจักรตั้งแต่หลายสิบจูลไปจนถึงหลายร้อยกิโลจูล มีค่าอยู่ในลำดับJ /m³ [ 8 ] ตัวอย่างเช่น สำหรับชุดตัวเก็บประจุขนาด 3 กิโลจูล รัศมีของขั้วบวกจะมีค่าอยู่ในลำดับ 12 มม. พารามิเตอร์นี้มีค่าอยู่ในช่วง 3.6x10⁹ ถึง 7.6x10¹¹ สำหรับเครื่องจักรที่โซโตสำรวจ ช่วงที่กว้างของพารามิเตอร์นี้เป็นเพราะเป็น "ความหนาแน่นพลังงานที่เก็บสะสม" ซึ่งแปลงเป็นความหนาแน่นพลังงานพลาสมาด้วยประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพที่แตกต่างกันอย่างมากของเครื่องจักรต่างๆ ดังนั้น เพื่อให้ได้ความหนาแน่นพลังงานพลาสมาที่จำเป็น (ซึ่งพบว่ามีค่าคงที่เกือบตลอดสำหรับการผลิตนิวตรอนที่เหมาะสมที่สุด) จึงต้องอาศัยความหนาแน่นของการเก็บสะสมเริ่มต้นที่แตกต่างกันอย่างมาก

งานวิจัยปัจจุบัน

เครือข่ายเครื่อง DPF ที่เหมือนกัน 10 เครื่องทำงานใน 8 ประเทศทั่วโลก เครือข่ายนี้ผลิตเอกสารงานวิจัยในหัวข้อต่างๆ รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพและการวินิจฉัยเครื่องจักร (รังสีเอกซ์อ่อน นิวตรอน ลำแสงอิเล็กตรอนและไอออน) การใช้งาน (ไมโครลิโทกราฟี ไมโครแมชชีนนิ่ง การดัดแปลงและการผลิตวัสดุ การถ่ายภาพและการแพทย์ การจำลองทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์) ตลอดจนการสร้างแบบจำลองและการคำนวณ เครือข่ายนี้จัดตั้งโดย Sing Lee ในปี 1986 และประสานงานโดยสมาคมเอเชีย-แอฟริกาเพื่อการฝึกอบรมพลาสมาAAAPTแพ็คเกจการจำลอง Lee Model [ 11 ]ได้รับการพัฒนาสำหรับเครือข่ายนี้ แต่สามารถใช้งานได้กับอุปกรณ์พลาสมาโฟกัสทั้งหมด โดยทั่วไปแล้วโค้ดจะให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกันอย่างดีเยี่ยมระหว่างผลการคำนวณและผลการวัด[ 12 ]และสามารถดาวน์โหลดได้ในรูปแบบ Universal Plasma Focus Laboratory Facility สถาบันเพื่อการศึกษาพลาสมาโฟกัส IPFS [ 13 ]ก่อตั้งขึ้นเมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ 2008 เพื่อส่งเสริมการใช้โค้ด Lee Model อย่างถูกต้องและสร้างสรรค์ และเพื่อส่งเสริมการประยุกต์ใช้การทดลองเชิงตัวเลขของพลาสมาโฟกัส งานวิจัย IPFS ได้ขยายกฎการปรับขนาดนิวตรอนที่ได้มาจากการคำนวณเชิงตัวเลขไปสู่การทดลองหลายเมกะจูลแล้ว[ 14 ]การทดลองเหล่านี้ยังรอการตรวจสอบ การทดลองเชิงตัวเลขด้วยโค้ดยังส่งผลให้มีการรวบรวมกฎการปรับขนาดโดยรวม ซึ่งบ่งชี้ว่าผลกระทบการอิ่มตัวของนิวตรอนที่รู้จักกันดีนั้นมีความสัมพันธ์ที่ดีกว่ากับกลไกการเสื่อมสภาพของการปรับขนาด นี่เป็นเพราะความต้านทานไดนามิกของเฟสแกนมีอิทธิพลมากขึ้นเมื่ออิมพีแดนซ์ของแบงค์ตัวเก็บประจุลดลงเมื่อพลังงาน (ความจุ) ของแบงค์เพิ่มขึ้น โดยหลักการแล้ว การอิ่มตัวของความต้านทานสามารถเอาชนะได้โดยการทำงานของระบบพลังงานพัลส์ที่แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น

ศูนย์นานาชาติเพื่อพลาสมาแม่เหล็กหนาแน่น (ICDMP) ในกรุงวอร์ซอ ประเทศโปแลนด์ ดำเนินการเครื่องพลาสมาโฟกัสหลายเครื่องสำหรับโครงการวิจัยและฝึกอบรมระดับนานาชาติ หนึ่งในเครื่องเหล่านั้นคือเครื่องที่มีกำลังการผลิตพลังงาน 1 เมกะจูล (เครื่อง PF-1000 ที่สถาบันฟิสิกส์พลาสมาและเลเซอร์ไมโครฟิวชั่น) ทำให้เป็นหนึ่งในเครื่องพลาสมาโฟกัสที่ใหญ่ที่สุดในโลก

ในประเทศอาร์เจนตินา มีโครงการความร่วมมือระหว่างสถาบันเพื่อการวิจัยพลาสมาโฟกัสมาตั้งแต่ปี 1996 ซึ่งประสานงานโดยห้องปฏิบัติการแห่งชาติว่าด้วยพลาสมาแม่เหล็กหนาแน่น ( www.pladema.net ) ในเมืองทันดิล กรุงบัวโนสไอเรส โครงการนี้ยังร่วมมือกับคณะกรรมการพลังงานนิวเคลียร์ของชิลี และเชื่อมโยงเครือข่ายกับคณะกรรมการพลังงานแห่งชาติของอาร์เจนตินา สภาวิทยาศาสตร์แห่งบัวโนสไอเรส มหาวิทยาลัยเซ็นเตอร์ มหาวิทยาลัยมาร์เดลพลาตา มหาวิทยาลัยโรซาริโอ และสถาบันฟิสิกส์พลาสมาแห่งมหาวิทยาลัยบัวโนสไอเรส โครงการนี้ดำเนินการอุปกรณ์พลาสมาโฟกัส 6 เครื่อง เพื่อพัฒนาแอปพลิเคชันต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการถ่ายภาพรังสีเอกซ์แบบอัลตร้าชอร์ตและการตรวจจับสารโดยการตรวจสอบด้วยพัลส์นิวตรอน นอกจากนี้ PLADEMA ยังมีส่วนร่วมในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของพลาสมาโฟกัสหลายแบบ แบบจำลองทางเทอร์โมไดนามิกสามารถพัฒนาแผนที่การออกแบบที่รวมพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและการทำงานเข้าด้วยกันเป็นครั้งแรก ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีความยาวปืนและแรงดันการบรรจุที่เหมาะสมที่สุดเสมอ ซึ่งจะทำให้การปล่อยนิวตรอนสูงสุด ปัจจุบันมีโค้ดไฟไนต์เอเลเมนต์ที่สมบูรณ์ซึ่งได้รับการตรวจสอบความถูกต้องโดยเปรียบเทียบกับผลการทดลองจำนวนมาก และสามารถนำมาใช้เป็นเครื่องมือออกแบบสำหรับพลาสมาโฟกัสได้อย่างมั่นใจ

ในประเทศชิลี ที่คณะกรรมาธิการพลังงานนิวเคลียร์แห่งชิลี การทดลองพลาสมาโฟกัสได้ขยายไปถึงอุปกรณ์ที่มีพลังงานต่ำกว่ากิโลจูล และกฎการปรับขนาดได้ถูกขยายไปถึงบริเวณที่มีพลังงานน้อยกว่าหนึ่งจูล[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]การศึกษาเหล่านี้มีส่วนช่วยให้ทราบว่าสามารถปรับขนาดพลาสมาโฟกัสได้ในช่วงพลังงานและขนาดที่กว้าง โดยคงค่าความหนาแน่นของไอออน สนามแม่เหล็ก ความเร็วของพลาสมาชีท ความเร็วอัลฟ์เวน และปริมาณพลังงานต่ออนุภาคไว้เท่าเดิม ดังนั้น ปฏิกิริยาฟิวชันจึงสามารถเกิดขึ้นได้แม้ในอุปกรณ์ขนาดเล็กมาก (เช่น ขับเคลื่อนด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาด 0.1 จูล) เช่นเดียวกับในอุปกรณ์ขนาดใหญ่ (เช่น ขับเคลื่อนด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาด 1 เมกะจูล) อย่างไรก็ตาม ความเสถียรของพลาสมาพินช์ขึ้นอยู่กับขนาดและพลังงานของอุปกรณ์เป็นอย่างมาก[ 8 ]ปรากฏการณ์พลาสมาที่หลากหลายได้รับการสังเกตในอุปกรณ์พลาสมาโฟกัสแบบตั้งโต๊ะที่พัฒนาขึ้นที่คณะกรรมการพลังงานนิวเคลียร์ของชิลี ได้แก่ โครงสร้างเส้นใย[ 19 ]เอกภาวะรูปวงแหวน[ 20 ]การระเบิดของพลาสมา[ 21 ] และการสร้างเจ็ทพลาสมา[ 22 ]นอกจากนี้ ยังมีการสำรวจการใช้งานที่เป็นไปได้โดยใช้อุปกรณ์พลาสมาขนาดเล็กเหล่านี้ ได้แก่ การพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพกพาเป็นแหล่งกำเนิดนิวตรอนและรังสีเอ็กซ์ที่ไม่เป็นกัมมันตรังสีสำหรับการใช้งานภาคสนาม[ 16 ] [ 17 ]การฉายรังสีแบบพัลส์ที่ใช้ในการศึกษาทางชีววิทยา พลาสมาโฟกัสเป็นแหล่งกำเนิดนิวตรอนสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบไฮบริดฟิวชัน-ฟิสชัน[ 23 ]และการใช้อุปกรณ์พลาสมาโฟกัสเป็นเครื่องเร่งอนุภาคพลาสมาสำหรับการศึกษาวัสดุภายใต้พัลส์ที่เกี่ยวข้องกับฟิวชันที่รุนแรง[ 24 ]นอกจากนี้ ปัจจุบันคณะกรรมการพลังงานนิวเคลียร์ของชิลีดำเนินการโรงงาน SPEED-2 ซึ่งเป็นโรงงานพลาสมาโฟกัสที่ใหญ่ที่สุดในซีกโลกใต้

นับตั้งแต่ต้นปี 2552 เป็นต้นมา มีเครื่องพลาสมาโฟกัสรุ่นใหม่หลายเครื่องที่ได้ถูกนำมาใช้งานและกำลังอยู่ในระหว่างการติดตั้ง รวมถึงเครื่อง INTI Plasma Focus ในมาเลเซีย เครื่อง NX3 ในสิงคโปร์ ซึ่งเป็นเครื่องพลาสมาโฟกัสเครื่องแรกที่ถูกนำมาใช้งานในมหาวิทยาลัยของสหรัฐอเมริกาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่อง KSU Plasma Focus ที่มหาวิทยาลัย Kansas State University ซึ่งบันทึกการปล่อยนิวตรอนฟิวชั่นครั้งแรกในคืนส่งท้ายปีเก่า 2552 และเครื่องพลาสมาโฟกัส IR-MPF-100 (115kJ) ในอิหร่าน

พลังงานฟิวชั่น

หลายกลุ่มเสนอว่าพลังงานฟิวชั่นที่ใช้ DPF อาจมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ โดยอาจใช้เชื้อเพลิงนิวตรอนต่ำเช่น p-B11 ก็ได้ ความเป็นไปได้ของพลังงานสุทธิจาก p-B11 ใน DPF จำเป็นต้องลดการสูญเสียจากรังสีเบร็มส์ตรัลลิง โดยใช้ผลทางกลศาสตร์ควอนตัมที่เกิดจากสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งมาก " ที่ถูกตรึงไว้ในพลาสมา " สนามแม่เหล็กสูงยังส่งผลให้มีการปล่อยรังสีไซโคลตรอน ในอัตราสูง แต่ที่ความหนาแน่นดังกล่าว ซึ่งความถี่ของพลาสมาสูงกว่าความถี่ของไซโคลตรอนพลังงานส่วนใหญ่จะถูกดูดซับกลับคืนก่อนที่จะสูญเสียไปจากพลาสมา ข้อดีอีกประการหนึ่งที่กล่าวอ้างคือความสามารถในการแปลงพลังงานจากผลิตภัณฑ์ฟิวชั่นเป็นไฟฟ้าโดยตรงโดยมีประสิทธิภาพอาจสูงกว่า 70%

ฟิสิกส์พลาสมาลอว์เรนซ์วิลล์

การทดลองและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบความเป็นไปได้ของ DPF สำหรับพลังงานฟิวชั่นกำลังดำเนินการอยู่ที่ Lawrenceville Plasma Physics (LPP) ภายใต้การกำกับดูแลของEric Lernerซึ่งได้อธิบายแนวทาง "Focus Fusion" ของเขาใน Google Tech Talk เมื่อปี 2550 [ 25 ]เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน 2551 Lerner ได้รับเงินทุนสำหรับการวิจัยต่อเนื่องเพื่อทดสอบความเป็นไปได้ทางวิทยาศาสตร์ของ Focus Fusion [ 26 ]

เมื่อวันที่ 15 ตุลาคม พ.ศ. 2552 อุปกรณ์ DPF "Focus Fusion-1" ประสบความสำเร็จในการเกิดปฏิกิริยาครั้งแรก[ 27 ]เมื่อวันที่ 28 มกราคม พ.ศ. 2554 LPP ได้เผยแพร่ผลลัพธ์เบื้องต้น รวมถึงการทดลองที่มีผลผลิตฟิวชั่นสูงกว่าแนวโน้ม DPF ในอดีตอย่างมาก[ 28 ]ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2555 บริษัทได้ประกาศว่าได้บรรลุอุณหภูมิ 1.8 พันล้านองศา ซึ่งทำลายสถิติเดิมที่ 1.1 พันล้านองศาที่คงอยู่มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2521 [ 29 ] [ 30 ]ในปี พ.ศ. 2559 บริษัทได้ประกาศว่าได้บรรลุผลผลิตฟิวชั่น 0.25 จูล[ 31 ]ในปี พ.ศ. 2560 บริษัทได้ลดสิ่งเจือปนลง 3 เท่าในมวลและ 10 เท่าในจำนวนไอออน ผลผลิตฟิวชั่นเพิ่มขึ้น 50% และเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์พลาสมาโฟกัสอื่นๆ ที่ใช้พลังงาน 60 kJ เท่ากัน นอกจากนี้ พลังงานไอออนเฉลี่ยยังเพิ่มขึ้นเป็นสถิติที่ 240 ± 20 keV สำหรับพลาสมาฟิวชันแบบจำกัดใดๆ การผสมดิวเทอเรียม-ไนโตรเจนและการแตกตัวเป็นไอออนล่วงหน้าด้วยการปล่อยประจุโคโรนาช่วยลดค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของผลผลิตฟิวชันลง 4 เท่า เหลือประมาณ 15% [ 32 ]

ในปี 2019 ทีมงานได้ทำการทดลองชุดหนึ่งชื่อ Focus Fusion 2B โดยเปลี่ยนวัสดุอิเล็กโทรดจากทังสเตนเป็นเบริลเลียมหลังจากยิง 44 ครั้ง อิเล็กโทรดเบริลเลียมได้ก่อตัวเป็นชั้นออกไซด์ที่บางกว่ามากถึง 10 นาโนเมตร โดยมีสิ่งเจือปนน้อยลงและการสึกกร่อนของอิเล็กโทรดน้อยกว่าเมื่อเทียบกับอิเล็กโทรดทังสเตน ผลผลิตการหลอมเหลวถึง 0.1 จูล โดยทั่วไปแล้ว ผลผลิตจะเพิ่มขึ้นและสิ่งเจือปนจะลดลงเมื่อยิงมากขึ้น[ 33 ]ณ ปี 2025 บริษัทได้ประกาศว่าผลผลิตถึง 0.26 จูลแล้ว[ 34 ]

ประวัติศาสตร์

  • 1958: Петров Д.П., FIлиппов Н.В., FIлиппова Т.И., Рабров В.А. "Мощный импульсный газовый разряд в камерах с проводящими стенками". วสข. Физика плазмы и проблемы управляемых термоядерных реакций. ใช่. อัน СССР, 1958, t. 4, ค. 170–181.
  • 1958: Hannes Alfvén : รายงานการประชุมนานาชาติครั้งที่สองว่าด้วยการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติ (สหประชาชาติ), 31, 3
  • 1960: H Alfven, L Lindberg และ P Mitlid, " การทดลองกับวงแหวนพลาสมา " (1961) วารสารพลังงานนิวเคลียร์ส่วน C ฟิสิกส์พลาสมา เครื่องเร่งอนุภาค การวิจัยเทอร์โมนิวเคลียร์ เล่ม 1 ฉบับที่ 3 หน้า 116–120
  • 1960: Lindberg, L., E. Witalis และ CT Jacobsen, "การทดลองกับวงแหวนพลาสมา" (1960) Nature 185:452
  • 1961: Hannes Alfvén: การทดลองวงแหวนพลาสมาใน " ว่าด้วยต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กจักรวาล " (1961) วารสารฟิสิกส์ดาราศาสตร์เล่มที่ 133 หน้า 1049
  • 1961: Lindberg, L. & Jacobsen, C., " เกี่ยวกับการขยายฟลักซ์แม่เหล็กโพลอยดัลในพลาสมา " (1961) Astrophysical Journal , เล่มที่ 133, หน้า 1043
  • 1962: Filippov. NV และคณะ "พลาสมาหนาแน่นอุณหภูมิสูงในการบีบอัดแบบ 2 พินที่ไม่เป็นทรงกระบอก" (1962) 'ภาคผนวกการหลอมรวมนิวเคลียร์' ตอนที่ 2, 577
  • 1969: Buckwald, Robert Allen, "การก่อตัวของจุดรวมพลาสมาหนาแน่นโดยสมมาตรของแผ่นดิสก์" (1969) วิทยานิพนธ์มหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตท

หมายเหตุ

  1. ^ Petrov, DP; Filippov, NV; Filippova, TI; Khrabrov, VA (1958). "การปล่อยประจุแก๊สแบบพัลส์ที่มีกำลังสูงในเซลล์ที่มีผนังตัวนำ" ใน Leontovich, MA (บรรณาธิการ). ฟิสิกส์พลาสมาและปัญหาของปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่ควบคุมได้ (เป็นภาษารัสเซีย). เล่มที่ 4. มอสโก: สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสหภาพโซเวียต. หน้า  170–181 .
  2. ^ Krishnan, Mahadevan (ธันวาคม 2012). "จุดโฟกัสพลาสมาหนาแน่น: การบีบอัดพลาสมาหนาแน่นอเนกประสงค์สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย" IEEE Transactions on Plasma Science . 40 (12): 3189– 3221. Bibcode : 2012ITPS...40.3189K . doi : 10.1109/TPS.2012.2222676 . S2CID 43566399 . 
  3. ^ Springham, SV; Lee, S.; Rafique, MS (ตุลาคม 2000). "สเปกตรัมพลังงานดิวเทอรอนที่สัมพันธ์กันและผลผลิตนิวตรอนสำหรับพลาสมาโฟกัส 3 kJ" Plasma Physics and Controlled Fusion . 42 (10): 1023– 1032. Bibcode : 2000PPCF...42.1023S . doi : 10.1088/0741-3335/42/10/302 . S2CID 250834004 . 
  4. ^ Bogolyubov, EP; และคณะ (1970). "แหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์อ่อนที่มีประสิทธิภาพสำหรับการพิมพ์ภาพด้วยรังสีเอ็กซ์โดยอาศัยการโฟกัสพลาสมา" Physica Scripta . 57 (4): 488– 494. Bibcode : 1998PhyS...57..488B . doi : 10.1088/0031-8949/57/4/003 . S2CID 250814654 . 
  5. ^ Rawat, RS; Arun, P.; Vedeshwar, AG; Lee, P. (15 มิถุนายน 2547). "ผลกระทบของการฉายรังสีไอออนพลังงานสูงต่อCdI2ภาพยนตร์" . วารสารฟิสิกส์ประยุกต์ . 95 (12): 7725– 30. arXiv : cond-mat/0408092 . Bibcode : 2004JAP....95.7725R . doi : 10.1063/1.1738538 . S2CID  118865852 . สืบค้นเมื่อ2009-01-08 .
  6. ^กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯรายชื่อเทคโนโลยีสำคัญทางการทหาร ส่วนที่ 2: เทคโนโลยีอาวุธทำลายล้างสูง (กุมภาพันธ์ 1998)หมวดที่ 5 เทคโนโลยีอาวุธนิวเคลียร์ ( PDF ) ตาราง 5.6-2 หน้า II-5-66 สืบค้นเมื่อ 8 มกราคม 2009
  7. ^ a b Lee, Sing; Serban, A. (มิถุนายน 1996). "มิติและอายุการใช้งานของพลาสมาโฟกัสพินช์". IEEE Transactions on Plasma Science . 24 (3): 1101– 1105. Bibcode : 1996ITPS...24.1101L . doi : 10.1109/27.533118 . ISSN 0093-3813 . 
  8. ^ a b c Soto, Leopoldo; Pavez, C.; Tarifeño, A.; Moreno, J.; Veloso, F. (20 กันยายน 2010). "การศึกษาเกี่ยวกับความสามารถในการปรับขนาดและกฎการปรับขนาดสำหรับพลาสมาโฟกัส: ความคล้ายคลึงและความแตกต่างในอุปกรณ์ตั้งแต่ 1MJ ถึง 0.1J" Plasma Sources Science and Technology . 19 ( 55001– 055017) 055017. Bibcode : 2010PSST...19e5017S . doi : 10.1088/0963-0252/19/5/055017 . S2CID 122162772 . 
  9. ^ Lee, S และ Zakaullah, M และคณะ และ Srivastava, MP และ Gholap, AV และคณะ และ Eissa, MA และ Moo, SP และคณะ (1988)สิบสองปีของ UNU/ICTP PFF - บทวิจารณ์เก็บถาวรเมื่อ 2008-03-29 ที่ Wayback Machine IC, 98 (231) Abdus Salam ICTP, Miramare, Trieste สืบค้นเมื่อ 8 มกราคม 2009
  10. ^ Lee, Sing; Wong, Chiow San (2006). "การริเริ่มและเสริมสร้างการวิจัยพลาสมาในประเทศกำลังพัฒนา" . Physics Today . 59 (5): 31– 36. Bibcode : 2006PhT....59e..31L . doi : 10.1063/1.2216959 . ISSN 0031-9228 . สืบค้นเมื่อ2009-01-08 . {{cite journal}}: CS1 maint: บริการเก็บถาวรที่เลิกใช้แล้ว ( ลิงก์ )
  11. ^ Lee, Sing (สิงหาคม 2014). "แบบจำลองการแผ่รังสีโฟกัสพลาสมา: การทบทวนรหัสแบบจำลองของ Lee". วารสารพลังงานฟิวชั่น 33 ( 4): 319– 335. Bibcode : 2014JFuE...33..319L . doi : 10.1007/s10894-014-9683-8 . ISSN 0164-0313 . S2CID 123087082 .  
  12. ^ " ห้องปฏิบัติการโฟกัสพลาสมาสากลที่ INTI-UC"มหาวิทยาลัยนานาชาติ INTI (INTI-UC) มาเลเซีย 24 พฤศจิกายน 2551 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 28 ตุลาคม 2551 เรียกดูเมื่อ 8 มกราคม 2552
  13. ^ "สถาบันเพื่อการศึกษาพลาสมาโฟกัส" . 19 พฤศจิกายน 2551 . สืบค้นเมื่อ8 มกราคม 2552 .
  14. ^ [1] (PDF)เก็บถาวรเมื่อวันที่ 25 มีนาคม 2012 ที่ Wayback Machine
  15. ^ Soto, Leopoldo (20 เมษายน 2548). "แนวโน้มใหม่และมุมมองในอนาคตเกี่ยวกับการวิจัย Plasma Focus". Plasma Physics and Controlled Fusion . 47 (5A): A361– A381. Bibcode : 2005PPCF...47A.361S . doi : 10.1088/0741-3335/47/5A/027 . hdl : 10533/176861 . S2CID 123567010 . 
  16. ^ a b Soto, Leopoldo; Silva, P.; Moreno, J.; Zambra, M.; Kies, W.; Mayer, RE; Altamirano, L.; Pavez, C.; Huerta, L. (1 ตุลาคม 2551). "การสาธิตการผลิตนิวตรอนในอุปกรณ์พลาสมาโฟกัสแบบหนีบตั้งโต๊ะที่ทำงานด้วยพลังงานเพียงไม่กี่สิบจูล". Journal of Physics D: Applied Physics . 41 ( 202001– 205503) 205215. Bibcode : 2008JPhD...41t5215S . doi : 10.1088/0022-3727/41/20/205215 . hdl : 10533/141980 . S2CID 120743451 . 
  17. ^ a b Pavez, Cristian; Soto, Leopoldo (6 พฤษภาคม 2010). "การสาธิตการปล่อยรังสีเอกซ์จากพลาสมาโฟกัสแบบพินช์ขนาดเล็กพิเศษที่ทำงานที่ 0.1 J. Nanofocus" IEEE Transactions on Plasma Science . 38 (5): 1132– 1135. Bibcode : 2010ITPS...38.1132P . doi : 10.1109/TPS.2010.2045110 . S2CID 30726899 . 
  18. ↑ซิลบา, ปาทริซิโอ; โมเรโน, โฮเซ่; โซโต, ลีโอปอลโด; เบอร์สไตน์, ลิโป; เมเยอร์, ​​โรเบอร์โต อี.; คีส์, วอลเตอร์; อัลตามิราโน, แอล. (15 ตุลาคม พ.ศ. 2546). "การปล่อยนิวตรอนจากพลาสมาโฟกัสเร็ว 400 จูล" จดหมายฟิสิกส์ประยุกต์83 (16): 3269. Bibcode : 2003ApPhL..83.3269S . ดอย : 10.1063/1.1621460 . hdl : 10533/174369 . S2CID 122201072 . 
  19. ^ Soto, Leopoldo; Pavez, C.; Castillo, F.; Veloso, F.; Moreno, J.; Auluck, SKH (1 กรกฎาคม 2014). "โครงสร้างเส้นใยในจุดโฟกัสพลาสมาหนาแน่น: เส้นใยกระแสไฟฟ้าหรือเส้นใยกระแสน้ำวน". ฟิสิกส์ของพลาสมา21 (7): 072702. Bibcode : 2014PhPl...21g2702S . doi : 10.1063/1.4886135 . S2CID 122169647 . 
  20. ↑คาซาโนวา, เฟเดริโก; ทาริเฟโน-ซัลดิเวีย, แอเรียล; เวโลโซ, เฟลิเป; ปาเวซ, คริสเตียน; คลอสเซ, อเลฮานโดร; โซโต, ลีโอโปลโด (6 กันยายน 2554). "ภาวะเอกฐานความหนาแน่นสูงของ Toroidal ในพลาสมาโฟกัสขนาดเล็ก" วารสารพลังงานฟิวชั่น . 31 (3): 279– 283. Bibcode : 2012JFuE...31..279C . ดอย : 10.1007/s10894-011-9469-1 . S2CID 121105885 . 
  21. ^ Soto, Leopoldo; Pavez, C.; Moreno, J.; Inestrosa-Izurieta, MJ; Veloso, F.; Gutiérrez, G.; Vergara, J.; Clausse, A.; Bruzzone, H.; Castillo, F.; Delgado-Aparicio, LF (5 ธันวาคม 2014). "การกำหนดลักษณะของคลื่นกระแทกพลาสมาตามแนวแกนในพลาสมาโฟกัสแบบตั้งโต๊ะหลังจากการบีบอัดและการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ในการทดสอบวัสดุสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่น" ฟิสิกส์ของพลาสมา 21 ( 12): 122703. Bibcode : 2014PhPl...21l2703S . doi : 10.1063/1.4903471 . hdl : 11336/180619 .
  22. ^ Paves, Cristian; Pedreros, J.; Tarifeño Saldivia, A.; Soto, L. (24 เมษายน 2558). "การสังเกตเจ็ทพลาสมาในพลาสมาโฟกัสดิสชาร์จบนโต๊ะ". ฟิสิกส์ของพลาสมา 22 ( 4): 040705. Bibcode : 2015PhPl...22d0705P . doi : 10.1063/1.4919260 .
  23. ↑โคลอสเซ, อเลฮานโดร; โซโต, ลีโอปอลโด; ฟรีดลี, คาร์ลอส; อัลตามิราโน, หลุยส์ (26 ธันวาคม 2014). "การศึกษาความเป็นไปได้ของระบบฟิชชันกึ่งวิกฤตแบบลูกผสมที่ขับเคลื่อนโดยนิวตรอนฟิวชันพลาสมาโฟกัส" พงศาวดารของพลังงานนิวเคลียร์ . 22 : 10– 14. ดอย : 10.1016/j.anucene.2014.12.028 . hdl : 11336/33206 .
  24. ^ Inestrosa-Izurieta, Maria José; Ramos-Moore, E.; Soto, L. (5 สิงหาคม 2558). "ผลกระทบทางสัณฐานวิทยาและโครงสร้างต่อเป้าหมายทังสเตนที่เกิดจากพัลส์พลาสมาฟิวชั่นจากพลาสมาโฟกัสแบบตั้งโต๊ะ" Nuclear Fusion . 55 (93011) 093011. Bibcode : 2015NucFu..55i3011I . doi : 10.1088/0029-5515/55/9/093011 . S2CID 123295304 . 
  25. ^ Lerner, Eric (3 ตุลาคม 2550). "Focus Fusion: เส้นทางที่เร็วที่สุดสู่พลังงานราคาถูกและสะอาด" (วิดีโอ) . Google TechTalks . สืบค้นเมื่อ8 มกราคม 2552 .
  26. ^ "LPP ได้รับการลงทุนครั้งใหญ่ เริ่มโครงการทดลอง" . Lawrenceville Plasma Physics , Inc. 22 พฤศจิกายน 2551 . สืบค้นเมื่อ 8 มกราคม 2552 .
  27. ^ "Focus-Fusion-1 ใช้งานได้! ถ่ายภาพครั้งแรกและบีบชิ้นงานครั้งแรกสำเร็จเมื่อวันที่ 15 ตุลาคม 2552" Lawrenceville Plasma Physics , Inc. 15 ตุลาคม 2552 สืบค้นเมื่อ 18 ตุลาคม 2552
  28. ^ Lerner, Eric J.; Krupakar Murali, S.; Haboub, A. (28 มกราคม 2011). "ทฤษฎีและโปรแกรมการทดลองสำหรับการหลอมรวม p-B11 ด้วยพลาสมาโฟกัสหนาแน่น" วารสารพลังงานฟิวชั่น 30 ( 5): 367– 376. Bibcode : 2011JFuE...30..367L . doi : 10.1007/s10894-011-9385-4 . S2CID 122230379 . 
  29. ^ Lerner, Eric J.; Murali, S. Krupakar; Shannon, Derek; Blake, Aaron M.; Van Roessel, Fred (23 มีนาคม 2012). "ปฏิกิริยาฟิวชั่นจากไอออน >150 keV ในพลาสโมอิดโฟกัสพลาสมาหนาแน่น". ฟิสิกส์ของพลาสมา19 (3): 032704. Bibcode : 2012PhPl...19c2704L . doi : 10.1063/1.3694746 . S2CID 120207711 . 
  30. ^ Halper, Mark (28 มีนาคม 2012). "ความก้าวหน้าด้านฟิวชั่น" . Smart Planet . สืบค้นเมื่อ1 เมษายน 2012 .
  31. ^ Wang, Brian (5 มิถุนายน 2016). "แม้จะเริ่มต้นอย่างยากลำบากและได้รับการสนับสนุนงบประมาณเพียงประมาณ 25 ครั้ง – ผลผลิตของ LPP Fusion เพิ่มขึ้น 50% เป็นสถิติสูงสุดสำหรับอุปกรณ์โฟกัสพลาสมาความหนาแน่นสูงใดๆ" . Next Big Future . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2016-06-06 . สืบค้นเมื่อ2025-03-12 .
  32. ^ Lerner, Eric J.; Hassan, Syed M.; Karamitsos, Ivana; Von Roessel, Fred (2017). "พลังงานไอออนที่ถูกจำกัด >200 keV และผลผลิตฟิวชันที่เพิ่มขึ้นใน DPF ที่มีอิเล็กโทรดทังสเตนแบบโมโนลิธิกและการแตกตัวเป็นไอออนล่วงหน้า" . Physics of Plasmas . 24 (10): 102708. Bibcode : 2017PhPl...24j2708L . doi : 10.1063/1.4989859 .
  33. ^ LPPFusion (1 กรกฎาคม 2019). "การทดลองเบริลเลียมเริ่มต้นด้วย FF-2B: สิ่งเจือปนต่ำ ผลผลิตเพิ่มขึ้น" (PDF) . lppfusion.com . เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 27 กรกฎาคม 2019 . เรียกดูเมื่อวันที่ 26 กรกฎาคม 2019 .
  34. ^ "ผลผลิตทำลายสถิติอีกครั้ง - ทำความเข้าใจความก้าวหน้าของเรา - LPP Fusion" . www.lppfusion.com . 15 กรกฎาคม 2025 . สืบค้นเมื่อ10 สิงหาคม 2025 .
  • สถาบันวิจัยพลาสมาโฟกัส (IPFS )
  • บทความวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี 2011 โดยบุคลากรของ IPFS บทความปี 2011
  • Plasma Focus - แนวโน้มสู่อนาคต ( [2] )
  • มิติและอายุการใช้งานของพลาสมาโฟกัส ( [3] )
  • ห้องปฏิบัติการแหล่งกำเนิดรังสีพลาสมา ณ สถาบันการศึกษาแห่งชาติ ประเทศสิงคโปร์
  • ห้องปฏิบัติการพลาสมาโฟกัส ศูนย์นานาชาติเพื่อพลาสมาแม่เหล็กหนาแน่น กรุงวอร์ซอ ประเทศโปแลนด์
  • กลุ่มฟิสิกส์ทัศนศาสตร์และพลาสมา Pontificia Universidad Católica de Chile
  • บทความโดยเลโอโปลโด โซโต ( คณะกรรมการพลังงานนิวเคลียร์แห่งชิลี แผนกพลาสมาเทอร์โมนิวเคลียร์ ): แนวโน้มใหม่และมุมมองในอนาคตของการวิจัยพลาสมาโฟกัส
  • โฟกัส ฟิวชั่น โซไซตี้
  • ห้องปฏิบัติการพลาสมาโฟกัสของ Abdus Salam ICTP ICTP MLAB - อุปกรณ์พลาสมาโฟกัส
  • โปรแกรมจำลองเชิงตัวเลข: ห้องปฏิบัติการโฟกัสพลาสมาสากลที่ INTI-UC ห้องปฏิบัติการโฟกัสพลาสมาสากล
  • เครือข่ายพลาสมาหนาแน่นแบบโฟกัสในอาร์เจนตินา
  • บทความวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี 2011 โดยบุคลากรของ IPFS บทความปี 2011
  • เว็บไซต์พลังงานฟิวชั่น พร้อมลิงก์ต่างๆถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 18 พฤษภาคม 2021 ที่Wayback Machine
  • การบรรยายของ Google โดย Eric J. Lerner ประธานของ Lawrenceville Plasma Physics และผู้อำนวยการบริหารของ Focus Fusion Society
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dense_plasma_focus&oldid=1345484085 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ จุดโฟกัสพลาสมาหนาแน่น

เครื่องกำเนิดพลาสมาความหนาแน่นสูง ( DPF ) เป็น ระบบกำเนิดพลาสมาชนิดหนึ่ง ที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้เป็นอุปกรณ์ ผลิตพลังงานฟิวชั่นในช่วงต้นทศวรรษ 1960

แนวคิดการบีบ

อุปกรณ์แบบพินช์เป็นระบบแรกๆ ที่ได้รับการพัฒนาอย่างจริงจังสำหรับการวิจัยฟิวชั่น โดยเริ่มต้นจากเครื่องจักรขนาดเล็กมากที่สร้างขึ้นในลอนดอนในปี 1948 โดยปกติแล้วจะมีสองรูปแบบ คือ เครื่องจักร แบบพินช์เชิงเส้น...

แนวคิด DPF

ระหว่างการทดลองกับเครื่องบีบอัดเชิงเส้น ฟิลิปปอฟสังเกตเห็นว่าการจัดเรียงอิเล็กโทรดและท่อบางแบบจะทำให้พลาสมาเกิดเป็นรูปร่างใหม่ๆ ซึ่งนำไปสู่แนวคิดของ DPF (Digital Flow Machine)

แอปพลิเคชัน

เมื่อใช้งานโดยใช้ ดิวเทอเรียม จะมีการปล่อย รังสีเอ็กซ์ และอนุภาคประจุออกมาอย่างเข้มข้น รวมถึงผลพลอยได้ จากการหลอม รวม นิวเคลียร์ เช่น นิวตรอน [ 3 ] มีการวิจัยอย่างต่อเนื่องที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการใช้งานเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอ็กซ์อ่อน [ 4 ] สำหรับ การ...