Forskare använder majonnäs för att lösa instabilitet i kärnfusion – energigenombrott möjligt

StockholmForskare vid Lehigh University har gjort oväntade framsteg i att lösa problem kopplade till kärnfusion genom att använda majonnäs. Under ledning av professor Arindam Banerjee studerar teamet styrkan hos fusionskapslar för inertial inneslutningsfusion. Genom att använda Hellmann's äkta majonnäs strävar de efter att förstå och kontrollera störningar som påverkar plasmabildningen.

Kärnfusion är den process som driver solen. Om vi kunde använda den på jorden skulle det kunna förändra energiproduktionen genom att erbjuda en nästan outtömlig energikälla utan skadliga utsläpp. Att skapa samma förhållanden som på solen är dock mycket svårt på jorden. Inom inertialkonfinementsfusion komprimeras och upphettas kapslar med väteisotoper snabbt för att nå de nödvändiga förutsättningarna för fusion. Men denna process stöter ofta på ett problem som kallas Rayleigh-Taylor-instabilitet, vilket är ett stort hinder för att få en stabil energiproduktion.

Forskarna valde majonnäs eftersom den beter sig likt materialen i fusionskapslar utan att behöva höga temperaturer och tryck. Att observera dess reaktion på stress ger viktig information.

• Uppför sig som ett fast ämne i början
• Formändras under belastning men återgår till ursprunglig form när belastningen tas bort
• Har en elastisk fas följd av en stabil plastisk fas
• Flödar när det passerar en gräns, likt plasmainstabilitet

Banjerees team byggde ett speciellt roterande hjul för att undersöka hur plasma blir instabilt. De upptäckte att majonnäs förändras på specifika sätt som liknar material i inertial inneslutningsfusion. Att förstå dessa förändringar kan hjälpa till att hantera instabiliteter.

Läs också:

Idag · 16:00

Helgträning mot 264 sjukdomar: effektiv strategi avslöjad

Denna forskning har stor betydelse. Den kan bidra till att utforma framtida fusionskapslar som undviker eller fördröjer problem. Teamets data visade hur faktorer som materialegenskaper och accelerationshastigheter påverkar när instabilitet uppstår. De kunde förutsäga förhållanden där elastisk återhämtning helt kan förhindra instabilitet.

Teamet publicerade nyligen en artikel där de presenterade de första återhämtningsmätningarna av Rayleigh-Taylor-instabilitet i vetenskaplig litteratur. Detta är ett betydande framsteg. Det finns dock fortfarande osäkerheter kring hur denna data kommer att tillämpas på de faktiska förhållandena i fusionsreaktorer, som har mycket högre temperaturer och tryck.

Forskarna använder data som inte är beroende av specifika enheter, vilket gör att deras resultat kan tillämpas på olika situationer med hög temperatur och högt tryck inom plasmaforskning. Detta tillvägagångssätt skulle kunna bidra till att göra inertial inneslutningsfusion mer tillförlitlig och eventuellt genomförbar. Banerjee och hans team samarbetar med andra forskare runt om i världen för att göra fusionsenergi till en praktisk energikälla.

Denna forskning är anmärkningsvärd för sin unika metod. Användningen av majonnäs för att hantera svåra vetenskapliga problem är både smart och praktisk. Det visar att enkla verktyg kan leda till betydande upptäckter. Teamets resultat kan bidra till att utveckla stabil och prisvärd fusionsenergi i framtiden.