Hellmann의 Real Mayonnaise를 사용하는 Lehigh University 연구원들은 핵융합의 안정성 문제를 이해하는 데 상당한 진전을 이루었으며 무한한 청정 에너지의 꿈을 한 단계 더 가까이 가져왔습니다.
리하이 대학의 과학자들은 핵융합 에너지 탐구에서 새로운 지평을 열고 있으며, 이 노력에서 그들의 예상치 못한 동맹은 Hellmann의 Real Mayonnaise입니다. 기계공학 및 기계공학과 Paul B. Reinhold 교수인 Arindam Banerjee가 이끄는 연구팀은 핵융합의 힘을 활용하는 데 중요한 핵융합 캡슐의 안정성을 조사하고 있습니다.
Banerjee는 "우리는 관성 제한 핵융합에 사용되는 핵융합 캡슐의 구조적 무결성이라는 동일한 문제를 계속 연구하고 있으며 Hellmann의 Real Mayonnaise는 여전히 해결책을 찾는 데 도움을 주고 있습니다."라고 말했습니다. 보도 자료.
태양에 동력을 공급하는 과정인 핵융합은 지구에 복제될 경우 거의 무한하고 깨끗한 에너지원을 약속합니다. 그러나 수백만 켈빈도와 기가파스칼의 압력과 같은 극한의 조건을 달성하는 것은 만만찮은 과제입니다. 태양의 극한 조건을 재현하려는 이러한 노력은 안정적인 플라즈마 가두기를 핵융합 연구의 중요한 측면으로 만듭니다.
관성밀폐융합(ICF)에서는 수소 동위원소로 채워진 캡슐을 빠르게 압축하고 가열하여 핵반응이 시작됩니다. 그러나 이러한 캡슐은 종종 유체역학적 불안정성의 희생양이 되어 에너지 생산량을 감소시킵니다. 이것이 Hellmann의 마요네즈가 그 역할을 하는 곳입니다.
Banerjee 팀은 이전에 ICF의 주요 문제인 레일리-테일러 불안정성을 조사했습니다. 이 불안정성은 가속 시 밀도가 높은 유체가 가벼운 유체를 밀어내어 불안정한 인터페이스를 형성하는 것입니다. 놀랍게도 고체처럼 거동하지만 압력을 받으면 흐르는 마요네즈는 이러한 불안정성을 연구하기 위한 더 간단하고 접근하기 쉬운 매체를 제공했습니다.
"우리는 마요네즈가 고체처럼 거동하기 때문에 사용하지만 압력 구배를 받으면 흐르기 시작합니다"라고 Banerjee는 덧붙였습니다.
Banerjee 팀은 맞춤형 회전 휠 시설을 사용하여 플라즈마의 흐름 조건을 시뮬레이션했습니다. 그들은 융합 캡슐의 거동과 유사하게 스트레스 하에서 마요네즈가 탄성, 가소성 및 유체 상을 통해 전이하는 것을 관찰했습니다.
최근 연구 출판 현재 독일 Rattunde AG의 데이터 모델링 엔지니어인 제1저자 Aren Boyaci를 포함한 Banerjee 팀의 Physical Review E에서는 이러한 전환에 대해 더 깊이 조사했습니다. 그들은 레일리-테일러 불안정성에 영향을 미치는 재료 특성, 섭동 기하학 및 가속도에 중점을 두었습니다.
Boyaci는 보도 자료에서 “우리는 레일리-테일러 불안정 단계 사이의 전환 기준을 조사하고 이것이 다음 단계에서 교란 증가에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다.”라고 말했습니다. “우리는 탄성 회복이 가능한 조건과 이를 극대화하여 불안정성을 지연하거나 완전히 억제할 수 있는 방법을 찾았습니다. 우리가 제시하는 실험 데이터는 문헌상 최초의 회복 측정치이기도 합니다.”
이 발견은 극한의 조건에서도 안정적으로 유지되는 핵융합 캡슐을 설계할 수 있는 길을 열었으며, 이는 핵융합 에너지를 실현 가능하게 만드는 중요한 단계입니다.
플라즈마 거동의 예측 가능성을 향상시키려는 목표로 Banerjee 팀은 실험적인 연질 고체와 실제 융합 캡슐 사이의 특성 차이를 초월하는 것을 목표로 데이터에 무차원 접근 방식을 적용했습니다.
Banerjee는 "우리는 회전하는 바퀴에서 마요네즈를 사용하는 아날로그 실험을 통해 용융된 고온 고압 플라즈마 캡슐에 어떤 일이 일어날지 예측 가능성을 높이려고 노력하고 있습니다"라고 덧붙였습니다.
궁극적으로 Banerjee와 그의 팀은 핵융합 에너지의 잠재력을 현실로 바꾸려는 세계적인 노력의 일부입니다.
Banerjee는 “우리는 이 거대한 연구자 바퀴의 또 다른 톱니바퀴입니다.”라고 말했습니다. "그리고 우리 모두는 관성 핵융합을 더 저렴하게 만들어 달성 가능하게 만들기 위해 노력하고 있습니다."