Wetenschappers bestrijden instabiliteit bij kernfusie met een verrassend ingrediënt: mayonaise

AmsterdamWetenschappers aan de Lehigh University hebben onverwachte vorderingen gemaakt in het oplossen van problemen rond kernfusie met behulp van mayonaise. Onder leiding van professor Arindam Banerjee onderzoekt het team de sterkte van fusiecapsules voor inerte confinementsfusie. Door gebruik te maken van Hellmann's Real Mayonnaise willen ze de verstoringen die de plasmavorming beïnvloeden beter begrijpen en beheersen.

Kernfusie is het proces dat de zon aandrijft. Als we dit op Aarde zouden kunnen toepassen, zou het de energieproductie drastisch kunnen veranderen door een vrijwel eindeloze bron van schone energie te bieden. Echter, het nabootsen van de omstandigheden van de zon op Aarde is zeer uitdagend. Bij inertiële confinementsfusie worden capsules met waterstofisotopen snel samengedrukt en verhit om de nodige fusievoorwaarden te bereiken. Maar dit proces wordt vaak gehinderd door een probleem genaamd de Rayleigh-Taylor instabiliteit, wat een grote hinderpaal vormt voor stabiele energieopbrengst.

Onderzoekers kozen voor mayonaise omdat het zich gedraagt als de materialen in fusiecapsules, maar zonder dat hoge temperaturen en druk nodig zijn. Door te kijken naar hoe het reageert op stress, krijgen ze waardevolle inzichten.

• Gedraagt zich aanvankelijk als een vaste stof
• Vervormt onder druk en herstelt zijn vorm als de druk verdwijnt
• Heeft een elastische fase gevolgd door een stabiele plastische fase
• Begint te vloeien na het overschrijden van een drempel, vergelijkbaar met plasma-instabiliteit

Het team van Banerjee ontwikkelde een speciale draaikolk om te onderzoeken hoe plasma instabiel wordt. Ze ontdekten dat mayonaise op specifieke manieren verandert, vergelijkbaar met materialen in traagheidsopsluitingsfusie. Inzicht in deze veranderingen kan helpen om instabiliteiten te beheersen.

Lees ook:

Vandaag · 18:08

Medeklinkers verklappen: ontdekken van wereldwijde klankpatronen

Dit onderzoek heeft belangrijke gevolgen. Het kan toekomstige fusiecapsules helpen ontwerpen die problemen voorkomen of vertragen. De gegevens van het team lieten zien hoe factoren zoals materiaaleigenschappen en versnellingstempo's instabiliteit beïnvloeden. Ze konden omstandigheden voorspellen waarin elastisch herstel instabiliteit volledig zou kunnen stoppen.

Het team heeft onlangs een paper gepubliceerd waarin voor het eerst herstelsmetingen van de Rayleigh-Taylor instabiliteit in de wetenschappelijke literatuur worden getoond. Dit vormt een belangrijke doorbraak. Echter, er bestaat nog steeds onzekerheid over hoe deze data van toepassing zal zijn op de werkelijke omstandigheden in fusie-reactoren, waar veel hogere temperaturen en drukken heersen.

De onderzoekers gebruiken gegevens die niet afhankelijk zijn van specifieke eenheden, zodat hun resultaten toepasbaar zijn in verschillende situaties met hoge temperaturen en hoge druk. Deze aanpak kan helpen om inerte insluiting fusie betrouwbaarder te maken en mogelijk bereikbaar. Banerjee en zijn team werken samen met andere wetenschappers wereldwijd om fusie-energie tot een praktische energiebron te maken.

Dit onderzoek valt op door zijn unieke aanpak. Het gebruik van mayonaise om complexe wetenschappelijke problemen aan te pakken is zowel slim als praktisch. Het toont aan dat eenvoudige middelen tot belangrijke ontdekkingen kunnen leiden. De resultaten van het team kunnen in de toekomst mogelijk bijdragen aan de ontwikkeling van stabiele en betaalbare kernfusie-energie.