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研究人员利用蛋黄酱深入研究核聚变的稳定性挑战

导读蛋黄酱继续帮助研究人员更好地理解核聚变背后的物理原理。我们仍在研究同一个问题,即惯性约束聚变中使用的聚变舱的结构完整性,而 Hellma...

蛋黄酱继续帮助研究人员更好地理解核聚变背后的物理原理。

“我们仍在研究同一个问题,即惯性约束聚变中使用的聚变舱的结构完整性,而 Hellmann's Real Mayonnaise 仍在帮助我们寻找解决方案,”利哈伊大学机械工程和力学系 Paul B. Reinhold 教授兼 PC Rossin 工程与应用科学学院 MEM 系主任 Arindam Banerjee 说道。

简单来说,聚变反应就是太阳的能量来源。如果这一过程可以在地球上得到利用,科学家相信它将为人类提供几乎无限的清洁能源。然而,复制太阳的极端条件是一项极其复杂的挑战。包括班纳吉和他的团队在内的科学和工程学科的研究人员正在从多个角度研究这个问题。

惯性约束聚变是一种通过快速压缩和加热装有燃料(这里指的是氢的同位素)的胶囊来引发核聚变反应的过程。当受到极端温度和压力的影响时,这些胶囊会熔化并形成等离子体,即可以产生能量的带电物质状态。

“在这些极端情况下,当你试图模拟太阳中的条件时,温度会达到数百万开尔文,压力达到千兆帕斯卡,”班纳吉说。“与这一过程相关的主要问题之一是等离子体状态会形成这些流体动力学不稳定性,从而降低能量产量。”

2019 年,班纳吉和他的团队在关于该主题的第一篇论文中研究了这一问题,即所谓的瑞利-泰勒不稳定性。当密度和压力梯度方向相反时,不同密度的材料之间就会出现这种情况,从而形成不稳定的分层。

他说:“我们使用蛋黄酱是因为它的行为类似于固体,但受到压力梯度影响时,就会开始流动。”使用这种调味品还消除了对高温和高压条件的需求,因为高温和高压条件极难控制。

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