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實時核聚變測量助力獨特螺旋加速器設計

發布時間:2023-08-08      點擊次數:1212

實時核聚變測量助力獨特螺旋加速器設計

為了產生與太陽和恒星相同的清潔能源,科學家和研究人員一直試圖在地球上建立可工作的核聚變裝置。

來自研發公司Sorlox公司的最近的設計使用獨特的螺旋形加速器來將燃料壓縮成等離子體狀態,然后點燃并產生巨大的能量脈沖。

為了構建最佳裝置,公司需要實時測量加速器等離子體的電磁“籠”的電流和電壓的數據。

但這會造成造成極熱和高充電的等離子體快速反應,難以測量。在開發設備時,公司使用了HBM Genesis high-speed 數據采集系統

核聚變是一個不同于核電廠利用的原子反應的類型的裂變。基本上,裂變通過壓裂原子產生能量,而核聚變通過微小的原子偶聯作用??產生能量。在太陽的核心,熱核溫度達到一千五百萬攝氏度,高到足以導致質子一起相撞。每次相撞,都會丟失一小部分質量。

愛因斯坦的著名方程 E=MC2 ,質量以能量的形式釋放。釋放的能量是爆炸性的,并且能量巨大 - 是原子結合在一起所需能量的數千倍。

過程測量

在設備開發過程中,科學家們意識到他們需要一個數據采集系統,每秒可以進行 1億次采樣。 Genesis DAQ 采用了可以處理高采樣率的快速卡。第一代產品采用了四通道DAQ,而下一代機器需要12通道。

項目經理 Brent Freeze,Sorlox 使用DAQ 對電磁場測量并控制等離子體。特殊磁性傳感器可以遠距離內讀取電流 - 這是非常重要的,因為涉及壓力和溫度。

傳感器是纏繞在電導體周圍的感應裝置。其輸出是一個相當于離子體經過時產生的感應電流的小電壓,表示當等離子體經過時感應的電流的小電壓。科學家們還使用DAQ來測量等離子體的密度及其被噴射到壓縮機中的速度。高速攝像機系統可以觀察等離子體的傳播 - 如何形成和被壓縮。

應用

連續采集數據是非常重要的,因為當每個脈沖運行時,它必須被控制,這需要一個反饋機制。在所有測量數據可用的情況下,可以確定來自不同傳感器的激勵和響應,并將所有數據關聯在一起。

“這一切都由數據采集系統記錄,” Freeze 解釋道: “數據采集系統不僅從傳感器獲取數據,而且還將高速攝像機的的內容復制到鏈接文件中,執行雙重任務。不僅獲得運行數據并在硬盤上備份了視頻數據。高速數據采集系統能讓我們了解到當等離子體達到這些極端溫度和磁場時會發生什么."

Sorlox 設備的最大應用是發電,新技術可節省90%的燃料成本。

并且該技術是環保的,因為它不會排放溫室氣體。其他應用包括醫學同位素和氦-3生產等。

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