قد تحصل تقنية الاندماج النووي على تقدم كبير من مكان غير متوقع: المايونيز.
وفي دراسة جديدة نشرت في شهر مايو/أيار في مجلة المراجعة الفيزيائيةقام العلماء بوضع الصلصة الكريمية في ماكينة ذات عجلة خضّافة، وقاموا بتدويرها لمعرفة الظروف التي تجعلها تتدفق.
“نحن نستخدم المايونيز لأنه يتصرف مثل المادة الصلبة، ولكن عندما يتعرض لتدرج الضغط، فإنه يبدأ في التدفق”، هذا ما قاله المؤلف الرئيسي للدراسة. أريندام بانيرجيوقال مهندس ميكانيكي في جامعة ليهاي في بنسلفانيا في إفادة.
يمكن أن تساعد هذه العملية في توضيح الفيزياء التي تحدث عند درجات الحرارة والضغوط العالية للغاية داخل مفاعلات الاندماج النووي – دون الحاجة إلى خلق هذه الظروف القاسية.
متعلق ب: تم الانتهاء أخيرًا من بناء أكبر مفاعل نووي اندماجي في العالم، لكنه لن يعمل لمدة 15 عامًا أخرى.
الاندماج النووي تنتج الطاقة النووية الهيليوم من الهيدروجين في قلب النجوم. ومن الناحية النظرية، قد يكون الهيليوم مصدرًا للطاقة النظيفة التي لا حدود لها تقريبًا على الأرض – إذا كان التفاعل قادرًا على إنتاج طاقة أكبر مما يتطلبه الأمر.
إنها مهمة صعبة؛ حيث يحدث الاندماج النجمي عند 27 مليون درجة فهرنهايت (15 مليون درجة مئوية)، وفقا لوكالة ناساوتجبر جاذبية النجم الهائلة ذرات الهيدروجين على الالتحام ببعضها البعض، متغلبة بذلك على تنافرها الطبيعي. ولكن على الأرض، لا توجد مثل هذه الضغوط الساحقة، لذا يجب تشغيل مفاعلات الاندماج التي صنعها الإنسان. أكثر حرارة من الشمس بعشر مرات.
وللوصول إلى هذه درجات الحرارة المذهلة، يستخدم العلماء طرقاً متعددة، بما في ذلك طريقة تسمى الحبس بالقصور الذاتي.
في هذه العملية، يقوم الفيزيائيون بتجميد حبيبات غاز بحجم حبة البازلاء – وهي عادة مزيج من النظائر الثقيلة، أو نسخ من الهيدروجين – في كبسولات معدنية. ثم يقومون بتفجير الحبيبات بالليزر، مما يؤدي إلى تسخين الغاز إلى 400 مليون فهرنهايت (222 مليون درجة مئوية) في ومضة – ومن الناحية المثالية، يحوله إلى بلازما حيث يمكن أن يحدث الاندماج، وفقًا للبيان.
لسوء الحظ، فإن غاز الهيدروجين يريد التوسع، مما يتسبب في انفجار المعدن المنصهر. قبل أن يتوفر للهيدروجين الوقت للاندماجيحدث هذا الانفجار عندما تدخل الكبسولة المعدنية في مرحلة غير مستقرة وتبدأ في التدفق.
أدرك فريق بانيرجي أن المعدن المنصهر يتصرف مثل المايونيز في درجات الحرارة المنخفضة: يمكن أن يكون مرنًا، بمعنى أنه يرتد عند الضغط عليه، أو بلاستيكيًا، بمعنى أنه لا يرتد، أو يتدفق.
“إذا وضعت ضغطًا على المايونيز، فسيبدأ في التشوه، ولكن إذا أزلت الضغط، فإنه يعود إلى شكله الأصلي”، كما قال. “وهكذا، هناك مرحلة مرنة تليها مرحلة بلاستيكية مستقرة. والمرحلة التالية هي عندما يبدأ في التدفق، وهنا تبدأ حالة عدم الاستقرار”.
وفي الدراسة الجديدة، وضع الباحثون المايونيز في آلة تعمل على تسريع مستحلب البيض والزيت حتى بدأ في التدفق. ثم وصفوا الظروف التي تحول فيها الصلصة بين الحالة البلاستيكية والمرنة وغير المستقرة.
وقال بانيرجي “لقد وجدنا الظروف التي كان التعافي المرن فيها ممكنا، وكيف يمكن تعظيمه لتأخير عدم الاستقرار أو قمعه تماما”.
وتوصلت الدراسة أيضًا إلى الظروف التي تسمح بإنتاج المزيد من الطاقة.
بطبيعة الحال، تختلف الكبسولات المعدنية شديدة السخونة عن المايونيز في كثير من النواحي. لذا، يبقى أن نرى ما إذا كان من الممكن ترجمة نتائج الفريق إلى حبيبات بلازما أكثر سخونة من الشمس بعدة مرات.
. “محلل حائز على جوائز. محب للموسيقى. منشئ. هواة Twitter. مستكشف ودود. محب للتواصل ودود.”