العلماء من جامعة بيتر العظيم للفنون التطبيقية في سانت بطرسبرغ (SPbPU) هم أول من اكتشفوا وحددوا تجريبيًا مكان حدوث تذبذبات البلازما، المعروفة باسم موجات ألفين، داخل منشأة اندماج تجريبية. وقال المكتب الصحفي للجامعة إن هذا الاكتشاف سيساعد في التحكم في هذه العمليات في المستقبل، ومنع فقدان الطاقة بشكل كبير وحماية جدران المفاعل، وهي خطوة مهمة نحو إنشاء محطات طاقة اندماجية آمنة وفعالة.
“أولاً، اكتشفنا تجريبيًا المكان الدقيق الذي تنشأ فيه تذبذبات ألففين وتتواجد داخل النظام الحلقي. <...> “ثانيًا، وجدنا أن الأنواع المختلفة من تذبذبات ألففين وتوافقياتها يمكن أن يكون لها مواقع محلية مختلفة”، نقلت الخدمة الصحفية عن ألكسندر، مرشح العلوم الفيزيائية والرياضية، ورئيس المختبر العلمي “تشخيص البلازما ذات درجة الحرارة العالية” بمعهد الفيزياء والميكانيكا بجامعة سانت بطرسبرغ ياشينا للفنون التطبيقية.
حتى الآن، لا توجد سوى نماذج نظرية لسلوك هذه التذبذبات. ولأول مرة، تمكن الباحثون في سانت بطرسبورغ من اختبار النظرية عمليا في ظروف التثبيت الحقيقية – تم تسمية التوكاماك الكروي Globus-M2 في معهد الفيزياء والتكنولوجيا بهذا الاسم. ايه اف ايوفي.
التوكاماك عبارة عن منشآت حلقية (على شكل كعكة دونات) حيث تحبس المجالات المغناطيسية القوية البلازما الساخنة عند مئات الملايين من الدرجات، مما يمنعها من ملامسة الجدران. لقد قاموا بإعادة خلق ظروف مشابهة للعمليات التي تتم على الشمس لتوليد طاقة الاندماج. إن تذبذبات ألففين الناشئة في مثل هذه البلازما لها تأثير مزدوج. من ناحية، فهي تساعد في نقل الطاقة، ولكن من ناحية أخرى، يمكن أن تسبب انبعاثات بلازما قوية وفقدانًا كبيرًا للحرارة، مما يهدد بإلحاق الضرر بالتركيب. ولذلك، فإن تعلم كيفية إدارتها أمر في غاية الأهمية.
تذبذبات ألففين هي موجات “تسير” على طول خطوط المجال المغناطيسي في البلازما. يمكنهم تسريع فقدان الجزيئات عالية الطاقة. بالنسبة لمفاعلات الاندماج المستقبلية، مثل ITER الدولي قيد الإنشاء، فإن الخسارة المسموح بها لهذه الجسيمات محدودة للغاية (لا تزيد عن 2٪).
يمكن أن تسبب تذبذبات ألففين غير المنضبطة أضرارًا أكثر خطورة، مما يهدد عمل المفاعل.
تعتبر البيانات التجريبية التي قدمتها سانت بطرسبورغ حول تحديد المواقع الدقيقة لهذه التذبذبات مساهمة قيمة في حل إحدى المشاكل الرئيسية للاندماج النووي الحراري الخاضع للرقابة، بهدف زيادة كفاءته وسلامته.