گروه آموزشی مهندس شکوفه ساتری

پلاسما چیست؟

پلاسما یک حالت ماده همراه با مواد جامد ، مایعات و گازها است. این شامل یک گاز تا حدی یونیزه ، حاوی یون ، الکترون و اتم های خنثی است.

پس این به چه معناست؟

در یک پلاسما ، برخی از الکترون ها از اتم های خود آزاد می شوند و جریان و جریان الکتریسیته را امکان پذیر می کند. در واقع ، یکی از معدود پلاسماهای طبیعی موجود در اینجا در زمین ، رعد و برق است!

آیا می توانید به پلاسماهای دیگر فکر کنید؟

لامپهای فلورسنت حاوی پلاسمای جیوه هستند.

ستاره ها ، مانند خورشید ، توپ های داغ پلاسما هستند.

شفق قطبی و شفق قطبی

راکتورهای همجوشی مانند NSTX-U از پلاسما برای جوش دادن اتم ها برای تولید انرژی استفاده می کنند.

نمایشگرهای پلاسما از سلولهای کوچک پلاسما برای روشن کردن تصاویر استفاده می کنند.

فیوژن چیست؟

اتم های سبک مانند هیدروژن (یک پروتون و یک نوترون) می توانند آنقدر محکم با هم ترکیب شوند که انرژی آزاد کنند. این تنها در صورتی اتفاق می افتد که دو هسته دارای بار مثبت به اندازه کافی به هم نزدیک شوند و بر نیروی الکتریکی که آنها را از هم جدا می کند غلبه کنند. هنگامی که هسته ها به اندازه کافی نزدیک می شوند ، نیرویی که پروتون ها و نوترون ها را به هم متصل می کند ، نیروی قوی ، بر خود می گیرد و هسته ها را حتی به هم نزدیک می کند.

هسته خورشید یک راکتور همجوشی طبیعی است. قبل از شکل گیری خورشید ، ابر گازی بود که بیشتر از هیدروژن و مقداری هلیوم تشکیل شده بود. در نقطه ای ، ابر آنقدر بزرگ شد که جاذبه باعث شد تا در خود فرو بریزد و ستاره ای را تشکیل دهد. برخوردهای متعدد در هسته خورشید الکترون ها را از یون ها آزاد کرده و حالت پلاسما را تشکیل می دهد. همجوشی در خورشید هنگامی شروع شد که برخوردها بین یونها آنقدر مکرر شد که یونها آنقدر نزدیک شدند که به یکدیگر متصل شوند.

خورشید با استفاده از گرانش هسته های خود را به اندازه کافی نزدیک و به اندازه کافی گرم می کند تا همجوشی را آغاز کند. بر روی زمین ، محققان در حال تلاش برای ساختن راکتورهای همجوشی خود هستند. آنها سعی می کنند اتم ها را به حداکثر برسانند و تعداد یونها را در یک ناحیه کوچک به حداکثر برسانند و مدت زمانی که آنها در کنار هم می مانند. برای انجام این کار ، راکتورها تا دمای بسیار گرمتر از هسته خورشید (> 100،000 ، 000 درجه سانتی گراد) گرم می شوند که گاز هیدروژن را به پلاسما هیدروژن تبدیل می کند. سپس میدانهای مغناطیسی قوی یا لیزرهای پرقدرت پلاسما را در یک منطقه کوچک قابل کنترل محدود می کنند که در آن امکان همجوشی وجود دارد.

راکتورهای همجوشی به سبک توکاماک ، مانند NSTX-U ، بیشتر انرژی استخراج شده را به نوترونهای سریع پمپ می کنند. انرژی حاصل از این نوترون ها را می توان در یک پتو که اطراف پلاسما است جمع آوری کرد و می تواند از مخلوط مذاب لیتیوم و سرب تشکیل شود. گرمای اضافی در این پتو را می توان برای ایجاد بخار برای حرکت توربین ها و تولید برق استفاده کرد.