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用沙拉酱模仿核聚变,这类事只要物理学家做得出来

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  泉源:科研圈

  超市里就可以买到的沙拉酱是模仿核聚变主要历程的好材料,就是不知道他们怎样请求报销。

  在吃沙拉或汉堡包的时刻,你有无注意过内里甜丝丝的白色酱汁?这类蛋黄酱是西餐中“出圈”最胜利的一种沙拉酱,它有着低调的香味和黏稠的口感,合适给很多食品当副角。不过,一名流体力学专家为蛋黄酱开发了全新用处,那就是模仿核聚变历程。

  美国理海大学(Lehigh University)机械工程与力学系副教授、流体力学研讨者阿林达姆·班纳吉(Arindam Banerjee)几年前就发明,一种蛋黄酱在低温下的性子和高温高压下的融化金属异常类似,是研讨核聚变的好材料,因而愉快地用它做了一系列模仿实验。

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  核聚变中的流体力学搅扰

  受控核聚变被视为将来的“最终动力”,很多人致力于研讨怎样让它早日成为实际。核聚变的发作须要极高的温度和压力,让原子核具有充足的动能,战胜静电排斥力“聚”在一起发作回响反映。现在有两种主流的方法来制造如许的前提:一种是磁环流约束,用强磁场将等离子体约束在特定的空间中,比方甜甜圈平常的托卡马克装配;另一种是惯性约束聚变,用粒子自身的惯性使它们聚在一起。

  惯性约束聚变的“燃料”被称为靶丸,它含有毫克级的氘和氚,大小在毫米量级。用激光照射靶丸外表时,靶丸敏捷向内被紧缩,当到达临界状态时,将引发核聚变回响反映。这个关键环节被称为爆聚

靶丸爆聚历程示意图,图片泉源:Wikipedia

  如许一个听起来云云酷炫的回响反映,却被一个小小的流体物理学题目严峻限制着——因为靶丸金属外壳和气体的交界处存在瑞利-泰勒不稳定性(Rayleigh-Taylor instability,又称 RT 不稳定),形成流体扰动,燃料轻易在靶丸内还没有紧缩至聚变前提时就提早爆炸。

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