Stabil kärnfusion är närmare... tack vare majonnäs: en vetenskaplig studies upptäckt

Public Domain / Freepik

Forskning om nya energikällor är mer aktiv än någonsin, men den handlar inte bara om att överge fossila bränslen eller att utveckla förnybara källor. Om det stora målet är att uppnå en stabil och effektiv kärnfusion sker inte all utveckling på samma sätt. En grupp forskare från Lehigh University upptäckte till exempel en koppling mellan kärnfusion... och majonnäs, vilket skulle vara en "nyckelingrediens" i forskningen. Låt oss se hur detta är möjligt.

Majonnäs och kärnfusion

Detta att säga att en "ingrediens" verkligen är en metaforisk anordning, är majonnäs utan tvekan ett användbart ämne för forskning om kärnfusion. Faktum är att detta preparat kan användas för att studera komplexa fenomen som uppstår under smältning, tack vare dess viskoelastiska egenskaper. Med andra ord, majonnäs kan simulera beteendet hos plasma under vissa tryckförhållanden. Okej, men hur?

Som regel kan majonnäs betraktas som en fast kropp som, när den utsätts för en tryckgradient, ändras tillståndet från fast till flytande liknande övergången av plasma inuti fusionsreaktorer. Som ett resultat har två vetenskapliga studier utnyttjat majonnäsbaserade modeller för att studera kärnfusionens fysik utan att behöva tillgripa dess extrema förhållanden. Och de fick några intressanta resultat.

Majonnäs som modell för kärnfusion

EUROfusione/Wikimedia Commons - CC BY 4.0

Publicerad i tidskriften Physical ReviewE 2019 fokuserade en första studie genomförd av forskare från Lehigh University på att förstå fysiken bakom kärnfusion. Faktum är att det vanligtvis brukar pratas om tröghetsinneslutningsfusion, det vill säga där kärnreaktionerna involverar kapslar fyllda med väte. De senare värms upp och komprimeras för att initiera bildandet av plasma och därmed genereringen av stora mängder energi. Det finns dock ett problem: tröghetsinneslutningsfusion genererar hydrodynamiska instabiliteter som kan påverka reaktionens fortskridande. Så vad ska man göra då?

Studien fokuserar på att analysera hur användningen av majonnäs gör att plasmans beteende kan modelleras, under rätt tryckförhållande. Kort sagt, redan innan flödet blir instabilt är det möjligt att märka flera övergångsfaser där majonnäsen fortfarande är stabil.

Äntligen en stabil kärnfusion?

Att förstå övergångsfaserna för majonnäs först och sedan för plasman kan verkligen tillåta oss att förutsäga och kontrollera instabiliteter under kärnfusion. Vi vet att det finns en möjlighet att med detta kunna producera väldigt stora mängder energi. Av denna anledning har forskarna publicerat en ny studie i tidskriften Physical ReviewE, där de går djupare in i studier av instabiliteter under reaktioner, i synnerhet Rayleigh-Taylor instabilitet.

Genom att fortsätta studera majonnäs har forskarna listat ut hur man kan maximera materialåtervinning och helt undertrycka instabilitet. Detta är ett nödvändigt framsteg inom kärnfusionforskning, även om majonnäs är en sak och plasma en annan. Kort sagt, det kanske fortfarande är för tidigt att tala om verklig kärnfusion, en energikälla som är lika användbar som nödvändig idag. Ändå har de två studierna av Lehigh Universitet-teamet visat hur det är möjligt att uppnå resultat i små steg... och med lite majonnäs.