Fuzja jądrowa doczeka się przyspieszonego rozwoju. To zasługa rozwiązanej niedawno zagadki

Naukowcy z laboratorium DOE w Princeton stworzyli algorytm służący do modelowania ruchu swobodnych elektronów podczas eksperymentalnych prób wykorzystania energii termojądrowej.

To właśnie ona napędza istnienie gwiazd takich jak Słońce, a dzięki rozwiązaniu proponowanemu przez badaczy powinna stać się możliwa skuteczniejsza kontrola elektronów w paliwie wykorzystywanym do produkcji energii termojądrowej. Nowe dokonania autorów dostarczają trafnego opisu zachodzących zjawisk. Jak wyjaśnia Hong Qin, jeden z naukowców odpowiedzialnych za badania, wcześniej nie istniał żaden działający algorytm dla tego równania i fizycy musieli je zmieniać, aby ominąć ten problem.

Czytaj też: Szybka, tania i prosta droga. Zdaniem tej firmy fuzja termojądrowa jest w zasięgu ręki

Fuzja jądrowa generuje ogromne ilości energii poprzez łączenie ze sobą lekkich pierwiastków. Na całym świecie trwają próby odtworzenia tego procesu, co dałoby dostęp do bezpiecznego, czystego i wydajnego źródła energii elektrycznej. Jedną z największych trudności w tej sprawie stanowiło rozwiązanie równania opisującego ruch swobodnie poruszających się elektronów, które zderzają się ze sobą. Standardowe metody symulacji tego ruchu okazały się nieskuteczne ze względu na złożoność równania.

Fuzja jądrowa może być wydajnym i bezpiecznym źródłem energii

Próby stworzenia algorytmu, który radziłby sobie z rozwiązaniem takiego równania, podjęli się autorzy pracy dostępnej na łamach Journal of Computational Physics. Yichen Fu dodaje, iż określając trajektorie naukowcy są w stanie poznać prawdopodobieństwo wyboru każdej ścieżki przez elektrony. To z kolei umożliwia dokładniejsze symulacje, które mogą prowadzić do lepszej kontroli plazmy.

Czytaj też: Czarne dziury łączą się jak szalone. Wykryto dziesięć nowych fuzji

Co to oznacza w praktyce? Przede wszystkim dokładniejsze wytyczne dla naukowców zajmujących się syntezą jądrową i wytwarzających pola magnetyczne poprzez wykorzystywanie prądu i plazmy w tokamaku. Poza tym w grę wchodzi też lepsze zrozumienie zjawiska określanego mianem rozpraszania kątowego i dotyczącego elektronów mogących stanowić potencjalne zagrożenie dla wykorzystywanych instrumentów.