Добавить новость
smi24.net
News in English
Сентябрь
2022

Scientists apply boron to tungsten components in fusion facilities

0
Plainsboro NJ (SPX) Sep 01, 2022 - What is the connection between boron, an element in a common household cleaner, and tokamaks, ring-shaped fusion facilities that heat fuel to million-degree temperatures? Scientists at the U.S. Department of Energy's (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) have conducted research showing that a PPPL-developed powder dropper can successfully drop boron powder into high-temperature plasma within tokamaks that have parts made of a heat-resistant material known as tungsten. Scientists want to confirm they can use this process to apply boron to tungsten parts because bare tungsten walls can hurt plasma performance if the plasma damages the tungsten.

Because of its high melting point, tungsten is increasingly used in tokamaks to help components withstand the intense heat of the fusion process. Boron partly shields the tungsten from the plasma and prevents the tungsten from leaking into the plasma; it also absorbs any stray elements like oxygen that may be in the plasma from other sources. These unwanted impurities could cool the plasma and quench the fusion reactions.

"We need a way to deposit boron coatings without turning off the tokamaks' magnetic field, and that's what the powder dropper allows us to do," said Grant Bodner, a postdoctoral researcher at PPPL who was the lead author of the research paper reporting the results in Nuclear Fusion. The research was performed using the W Environment in Steady-State Tokamak (WEST), operated by France's Atomic Energy Commission (CEA). "WEST is one of the few full-tungsten environments that can help us test this technology at long pulses," Bodner said.

Another reason the physicists performed their experiments using WEST is that its magnets are made of superconducting material that will feature in magnets inside future fusion devices. This material conducts electricity with little or no resistance and produces little excess heat so the magnets can operate without stopping for long periods of time, as future fusion reactors will have to do. The magnets create the forces that restrain the plasma so it can undergo fusion.

Fusion, the power that drives the sun and stars, combines light elements in the form of plasma - the hot, charged state of matter composed of free electrons and atomic nuclei - that generates massive amounts of energy. Scientists are seeking to replicate fusion on Earth for a virtually inexhaustible supply of power to generate electricity.

Scientists need a way to replenish the boron coatings while the machines are operating because future fusion facilities will not be able to shut down often for re-coating. "Dropping boron into a tokamak while it is operating is like cleaning your apartment while doing all the other things that you usually do in it," said CEA scientist Alberto Gallo, who contributed to the research. "It's very helpful - it means you don't have to take extra time out of your usual activities to do the cleaning," he said.

The powder dropper device is mounted to the top of the tokamak and uses precise actuators to move powdered material from their reservoirs to the tokamak's vacuum chamber. This mechanism allows researchers to precisely set the rate and duration of the powder drops, which in other fusion facilities can include other performance-boosting materials like lithium. "Because of that flexibility, the dropper has the potential to be really useful in the future," Bodner said.

The researchers were surprised to find that the boron laid down by the dropper did more than condition the inner tungsten surfaces. "We saw that when we dropped in the powder, the plasma confinement increased, meaning that it retains more of its heat, which aids the fusion process," Bodner said.

The increased confinement was especially helpful because it occurred without the plasma entering a state known as H-mode (high-confinement mode), in which the confinement improves but the plasma is more likely to erupt with what are known as edge-localized modes, or ELMs. These ELMs move heat out of the plasma, reducing the efficiency of the fusion reactions and sometimes damaging internal components. "If we can use the dropper to get the good confinement of H-mode without actually entering H-mode and risking ELMs, that would be great for fusion reactors," Bodner said.

In the future, the researchers want to test using the dropper only when necessary to maintain good plasma performance. "Adding any extra impurities, even boron, can reduce how much fusion power you get because the plasma becomes less pure," Bodner said. "Therefore, we have to try to use the smallest amount of boron that can still produce the effects we want."

Upcoming experiments will focus on how much boron is actually coating the tungsten surfaces. "We want to measure these amounts so we can really quantify what we're doing and extend these results in the future," Bodner said.

Collaborators included scientists from CEA, Oak Ridge National Laboratory, and France's Ecole Polytechnique. Funding was provided by the DOE's Office of Science (Fusion Energy Sciences).

Research Report:Initial results from boron powder injection experiments in WEST lower single null L-mode plasmas








В Москве прошла премия в области бизнеса, культуры и социальной сферы The Moscow Life & Business Awards – 2025

Тимати организовал вечеринку с Погребняк и Дубцовой в турецком Бодруме

Исследуем Екатеринбург на велосипеде

В Москве прошла седьмая премия в области здоровья и красоты THE MEDICAL STARS & BEAUTY AWARDS


Jovic set for new opportunity after leaving Milan as free agent

The 5 biggest global business rivalries to watch, and how their outcomes will shape the future

£39m United star shouldn't be starting vs Arsenal, was gifting possession to Everton

Ricky Hatton Names The Best British Fighter Of All Time And It’s Not Lennox Lewis


Вояж, вояж... VOYAH FREE, обзор от CARS.RU

Представители НПС доложили губернатору Подмосковья о ходе строительства моста в Дмитрове

Пасмурный октябрь

Куряне стали лауреатами Всероссийского конкурса «Большая перемена»


Раскрой потенциал Мистера Террифика из DC Worlds Collide с этим гайдом

Android-игроки раскритиковали сурвайвл-хоррор Jericho: Survival

Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole

Black Hole io 1.5.1



Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения

«Турбозавры» на фестивале «Динозавры на каникулах» в ЦДМ на Лубянке

В Москве прошла премия «Триумф Года»

Концерты органной музыки в Москве: волшебство звуков в галерее Ильи Глазунова


«Турбозавры» на фестивале «Динозавры на каникулах» в ЦДМ на Лубянке

В рамках AmberForum состоялся единственный в мире аукцион редкого янтаря

Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения

В Москве прошла премия «Триумф Года»


Заместитель гендиректора туристической компании «IZI TOUR» Алена Фомина: что стоит посмотреть в Бодруме

Следователи установили причастность экс-госсекретаря Дагестана к хищениям

Оживление кредитования: 780,7 млрд рублей выдано в России за июнь

Хвостатые компаньоны: какие собаки и кошки спасают россиян от одиночества, становясь членами семьи


Рублев не достиг полуфинала турнира "Мастерс" в Торонто

Теннисист Рублев вышел в четвертьфинал турнира ATP в Торонто

Турнир ATP в Афинах: Джокович меняет планы из-за протестов в Сербии

Осака: Мечтаю о еще одной победе на турнире «Большого шлема»


Суд назвал арестованного за госизмену Салтыковского профессором Плешки

Бизнесмен Стерлигов анонсировал открытие невольничьего рынка

Следователи установили причастность экс-госсекретаря Дагестана к хищениям

Как получить безлимитный интернет навсегда: акция Альфа‑Банка


Музыкальные новости

“Высоцкий умер у меня на руках”: жена Ярмольника впервые призналась в тайной любви длиной в 45 лет

Продюсер Купсина заявила об отсутствии проблем со здоровьем у Розенбаума

Суд оставил в силе решение о банкротстве экс-жены Николая Баскова Шпигель

Рэпер ST хочет изучить Крым в свободное время


В Москве прошла премия «Триумф Года»

Два автобуса столкнулись на северо-востоке Москвы, движение перекрыто

«Турбозавры» на фестивале «Динозавры на каникулах» в ЦДМ на Лубянке

Концерты органной музыки в Москве: волшебство звуков в галерее Ильи Глазунова


Вывод песни для продвижения в Импульсе Яндекс Музыка.

«Пул Первого»: Лукашенко завершил рабочий визит в Россию

Станица на Дону, Кремль на ВДНХ. Кино, которое оставило следы

В Москве прошла премия «Триумф Года»


Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения

Клиенты компании «Байкал Сервис» экономят на перевозке сезонных товаров

Два автобуса столкнулись на северо-востоке Москвы, движение перекрыто

Автобус попал в ДТП на трассе М-4 под Тулой: что рассказали пассажиры


Во Франции высказались о визите Уиткоффа в Москву

Интриги Эрдогана и Зеленского. «Джокер» Путина. Активность над секретным полигоном: Главное к утру

Малайзийский король посетил Россию с официальным визитом

Великое переселение офисов: Путин прогоняет чиновников из Москвы в регионы



В Москве задержали четверых сторонников ФБК за пожертвования организации

В Москве задержаны четверо мужчин по делу о пожертвованиях организации «ФБК»


В Москве прошла седьмая премия в области здоровья и красоты THE MEDICAL STARS & BEAUTY AWARDS

Клинический психолог Юлия Тарибо: что такое односторонняя дружба и стоит ли ее продолжать

Как проверить качество получаемой медицинской помощи по ОМС...

Благотворительное приложение Тубa открыло срочный сбор на протез для маленькой девочки


«Хоть в платье, хоть в парике»: слухи о побеге Зеленского распространяются в Киеве

Зеленский добивается визита Эрдогана в Киев


«Вечерний Барнаул». Победный настрой: спортсмены баскетбольной команды «Барнаул» провели первую тренировку после отпуска

Палиенко покинул клуб «Урарту» из Армении

В депо «Вязьма» отметили профессиональный праздник соревнованиями по лазертагу

Электричка зацепила комментатора Гришина и протащила несколько метров


Лукашенко предупреждает: не стоит соревноваться с крупными государствами


Собянин открыл первый флагманский МФЦ для регистрации самоходной техники

Сергей Собянин: В Москве запущен 220-й электробусный маршрут

Мэр Москвы рассказал о новой жизни Большого Каменного моста

Сергей Собянин: реставрация Большого Каменного моста завершена за 14 месяцев


Около 850 тысяч тонн вторсырья собрано в Москве за полгода

Мессенджер Max будут обязательно устанавливать на новые смартфоны с сентября

В Подмосковье объявили «оранжевый» уровень опасности из-за угрозы наводнения

Зачем нужна программная нормализация воды после очистки — объясняет Алексей Горшков


Следователи установили причастность экс-госсекретаря Дагестана к хищениям

"Я больше не могу": мигрантка ищет своему мужу новую жену в столице

Собянин: в Москве запустили 220-й электробусный маршрут

Бизнесмен Стерлигов анонсировал открытие невольничьего рынка


Амурская область оказалась в числе аутсайдеров по качеству дорог

Аномальная жара: До +41 °С в Чечне и Ингушетии, +30 °С в Карелии и Архангельске

Вильфанд предупредил об аномальной жаре в девяти регионах

Алтайский край оказался одним из антилидеров по качеству автодорог


Компания «Гранд Сервис Экспресс» информирует об изменениях в курсировании некоторых поездов «Таврия» с осени 2025 года

До 100 метеоров в час: когда наблюдать пик звездопада Персеиды над Крымом

Поезда в Крым меняют маршруты и график

В Симферополе вспомнили крымскую писательницу, пережившую оккупацию ребенком: 100 лет Елене Криштоф


Как получить безлимитный интернет навсегда: акция Альфа‑Банка

Большая онлайн-программа Всероссийского проекта «Языковая арт-резиденция. Музыка слова» начнётся с презентации этапов и условий конкурсного отбора

Субсидию на оплату ЖКХ могут получить некоторые россияне

Дмитриев и Уиткофф посетили ресторан в «Зарядье»














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *