Mokslininkai naudoja majonezą, kad pagerintų branduolių sintezės eksperimentus

Tyrėjų komanda, tirianti kapsulių, kuriose yra branduolių sintezės reakcijoms skirto kuro, stiprumą, ieškodama geresnės medžiagos – majonezo, tapo stebinančiu sąjungininku.

„Mes vis dar dirbame su ta pačia problema, ty sintezės kapsulių, naudojamų inercinio uždarumo sintezei, struktūrinis vientisumas, o Hellmann’s Real Mayonnaise vis dar padeda rasti sprendimus“, – sakė Lehigh universiteto mechanikos inžinierius Arindamas Banerjee ir bendradarbis. straipsnio autorius, universitete paleisti. Komandos tyrimas buvo paskelbta šių metų pradžioje m Fizinė apžvalga ir.

Pamirškite majonezą sekundei. Vėlgi, kas yra branduolių sintezė?

Branduolio sintezė yra reakcija, kuri veikia tokias žvaigždes kaip mūsų Saulė. Trumpai tariant, tai įvyksta, kai du ar daugiau lengvųjų branduolių susilieja, kad susidarytų sunkesnis branduolys, o procese susidaro didžiulis energijos kiekis. Žemėje tokios energijos panaudojimas būtų patikima alternatyva anglies pagrindu pagamintiems energijos šaltiniams, kurie generuoja didžiulius energijos kiekius iš pradinių reakcijų, sunaudojančių daug mažiau energijos; didesniu mastu tai reikštų švaresnę ir ekologiškesnę mūsų planetos ateitį.

Laboratorijoje branduolių sintezė atliekama dviem skirtingais būdais. Vienas iš būdų yra naudoti toro formos įrenginį, vadinamą tokamaku, kuris naudoja magnetinius laukus vidinei plazmai valdyti ir sintezės reakcijai sukelti. Kitas būdas – susprogdinti nedidelę kuro granulę lazeriais, sukeliant sintezę. Pastarasis metodas yra tai, kaip Energetikos departamento Nacionalinės uždegimo sistemos mokslininkai 2022 m. iš savo reakcijos pagamino rekordinį energijos kiekį. Tačiau tai nereiškia, kad tokamakai yra blogas būdas. anksčiau šiais metais JET tokamakas JK pagamino daugiau nei 69 megadžaulius energijos, 20 kartų daugiau energijos nei Nacionalinės uždegimo priemonės reakcija.

„Šiais kraštutinumais mes kalbame apie milijonus laipsnių Kelvino ir slėgio gigapaskalius, nes bandome imituoti Saulės sąlygas“, – sako Banerjee. “Viena iš pagrindinių problemų, susijusių su šiuo procesu, yra ta, kad plazmos būsena sudaro šiuos hidrodinaminius nestabilumus, kurie gali sumažinti energijos išeigą.”

Ieškant branduolių sintezės, kuri pagamina daugiau energijos nei suvartoja, abu sintezės metodai bus naudingi. Skirtingi metodai suteikia skirtingų įžvalgų apie įvairių sintezės proceso aspektų praktiškumą ir efektyvumą.

Ką su juo turi majonezas?

Majonezas yra kiaušinio, aliejaus ir rūgšties, pavyzdžiui, acto, emulsija. Kai kuriems žmonėms tai nepatinka. Prieskoniai taip pat yra raktas į tobulą ant grotelių keptą sūrį (atsiprašau, jei nesutinkate). Tačiau šiame sintezės tyrime majonezas padėjo komandai ištirti nestabilumą, atsirandantį tarp skirtingo tankio medžiagų, kai tankio ir slėgio gradientai juda priešingomis kryptimis.

“Mes naudojame majonezą, nes jis elgiasi kaip kietas, bet veikiamas slėgio gradiento jis pradeda tekėti”, – sakė Banerjee.

„Kaip ir naudojant tradicinį išlydytą metalą, jei padarysite spaudimą ant majonezo, jis pradės deformuotis, tačiau pašalinus slėgį jis grįš į pradinę formą“, – pridūrė jis. „Taigi yra elastinga fazė, po kurios seka stabili plastikinė fazė. Kitas etapas yra tada, kai jis pradeda tekėti, ir čia atsiranda nestabilumas.

Tikslus supratimas, kada atsiranda majonezo nestabilumas, galėtų padėti mokslininkams kontroliuoti sąlygas, kurios sukelia nestabilumą. Uždelsdami arba slopindami nestabilumą, tyrėjai, dirbantys su izoliacijos sinteze, gali ilgiau išlaikyti sintezės reakciją.

Tyrimo komandai pasisekė, kad jie pateko į parduotuvę anksčiau nei aš. Nes jei būčiau ten patekęs pirmas, šis majonezas ketaus keptuvėje būtų pasklidęs ant kelių duonos riekelių, užuot padėjęs mokslininkams ištirti branduolinės sintezės pagrindu sukurtos ateities galimybes.