แม้ว่าเฉดสีที่ร้อนแรงของภาพด้านบนอาจดูคุ้นเคยสำหรับแฟน ๆ ของ แฟรนไชส์ภาพยนตร์ ลอร์ดออฟเดอะริงส์แต่ภาพด้านบนที่คมชัดอย่างงดงามคือวงแหวนฝุ่นที่ล้อมรอบดาว HR 4796A ที่อยู่ใกล้เคียง ดาวฤกษ์ร้อนอายุน้อยซึ่งอยู่ห่างจากโลกเพียง 240 ปีแสง ได้รับความสนใจอย่างมากจากนักดาราศาสตร์ตั้งแต่ตรวจพบเศษวงแหวนรอบดาวฤกษ์ เนื่องจากการปล่อยรังสีอินฟราเรดส่วนเกินจากดาวฤกษ์
ในขณะที่มี
ภาพอื่น ๆ ของระบบ HR 4796A มากมาย ภาพเฉพาะนี้ได้มาจากเครื่องมือวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบนอกระบบสเปกโตรโพลาริเมตริกคอนทราสต์สูง ใหม่ ซึ่งติดตั้งในเดือนพฤษภาคมปีนี้บนกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของหอสังเกตการณ์ทางใต้ของยุโรป ที่หอดูดาวพารานัลในชิลี
เครื่องมือนี้ไม่เพียงแสดงวงแหวนฝุ่นอย่างชัดเจนเท่านั้น แต่ยังลดแสงสะท้อนของดาวสว่างตรงกลางภาพด้วย สิ่งนี้ทำให้มองเห็นระบบทั้งหมดได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ซึ่งนักวิจัยคิดว่ายังมีดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอยู่ดวงหนึ่งหรือสองดวง จุดมุ่งหมายหลัก คือการค้นหาและระบุลักษณะของดาวเคราะห์นอก
ระบบขนาดยักษ์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียง แต่โดยการใช้การถ่ายภาพโดยตรง (ปัจจุบันดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่ตรวจพบทางอ้อม) นี่เป็นงานที่ค่อนข้างน่าหวาดหวั่น เนื่องจากดาวเคราะห์ส่วนใหญ่พลาดได้ง่ายเนื่องจากอยู่ใกล้ดาวแม่ที่สว่างกว่าและใหญ่กว่ามาก ดังนั้นการออกแบบทั้งหมด
จึงมุ่งเน้นไปที่การเข้าถึงคอนทราสต์สูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในท้องฟ้าเล็กๆ รอบดาวฤกษ์ ใช้ประโยชน์จากออปติคแบบปรับตัวขั้นสูงสุดเพื่อแก้ไขผลกระทบของชั้นบรรยากาศของโลก เพื่อให้ภาพมีความคมชัดขึ้นและคอนทราสต์ของดาวเคราะห์นอกระบบเพิ่มขึ้น โคโรนากราฟที่ใช้ปิดกั้นแสงจากดาวฤกษ์
เพิ่มความเปรียบต่างให้มากขึ้นไปอีก ในที่สุด เทคนิคที่เรียกว่าการถ่ายภาพเชิงอนุพันธ์ ซึ่งใช้ประโยชน์จากความแตกต่างระหว่างแสงของดาวเคราะห์และดาวฤกษ์ในแง่ของสีหรือโพลาไรเซชันนั้นถูกนำมาใช้
“มันสร้างความแตกต่างได้ไม่ว่าน้ำจะอยู่ตรงกลางช่องแช่แข็งเปล่า หรือติดอยู่ระหว่างพิซซ่าแช่แข็ง
กับอ่างไอศกรีม
ที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง” เขากล่าว แม้ว่าจะไม่ใช่การทดลองที่ไฮเทคที่สุด แต่ก็เป็นการทดลองที่สามารถช่วยไขปริศนาที่นักวิทยาศาสตร์สนใจมานานกว่าสองพันปีได้ ผู้รับใด ๆ ? ในการปรับปรุงประสิทธิภาพที่กระแสพลาสมาต่ำ ตัวอย่างเช่น ทีมงาน กำลังสำรวจว่าการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของพลาสมา
สามารถเพิ่มการสูญเสียความร้อนระหว่างแต่ละอันโดยไม่ลดการจำกัดพลังงานมากเกินไปหรือไม่ ที่อื่น นักวิจัย ได้ฉีดดิวเทอเรียมอัดเม็ดแช่แข็งเข้าไปในขอบของพลาสมาด้วยความถี่สูงเพื่อ “ก้าว” ให้ความร้อนแก่พื้นผิวได้หลายพันองศาในเสี้ยววินาที เป็นผลข้างเคียงของการใช้งานโทคาแมค
ในการกำหนดค่าจุด แบบแม่เหล็ก นอกเหนือจากการให้กลไกที่สะดวกสำหรับการคายพลังงานแล้ว การกำหนดค่า จะสร้างอุปสรรคในการขนส่ง รักษาการเผาไหม้ของพลาสมาที่เป็นโลหะทั้งหมด การสัมภาษณ์มีชื่อว่า “ฟิสิกส์คือ สวรรค์” และฉันแน่ใจว่ามันยังคงเป็นของแฟรงคลิน
ปัญหาสำคัญเกี่ยวกับสถานการณ์พื้นฐานคือกระแสพลาสมาถูกขับเคลื่อนโดยหม้อแปลงทำให้อุปกรณ์โทคาแม็กเป็นพัลส์โดยเนื้อแท้ โรงไฟฟ้าใดๆ ที่ใช้ ในระบอบนี้จะไม่มีประสิทธิภาพและมีราคาแพง เนื่องจากอุปกรณ์จะเย็นลงระหว่างพัลส์ ซึ่งประสบกับความเครียดจากความร้อนจำนวนมาก
โชคดีที่มีอีกวิธีหนึ่งในการขับกระแสพลาสมาที่เรียกว่าเอฟเฟกต์บูทสแตรป โดยอ้างอิงถึงบารอน มึนช์เฮาเซน ชาวเยอรมันผู้ทำหน้าที่เป็นนายทหารในกองทหารม้ารัสเซียที่อ้างว่าเขาสามารถยกตัวเองขึ้นได้ด้วยบูทสแตรปของตัวเอง! กล่าวโดยสรุปคือ รูปตัดขวางของวงโคจรของอนุภาคในพลาสมา
ทำให้เกิด
กระแสสุทธิเมื่อมีความหนาแน่นสูงหรือการไล่ระดับอุณหภูมิ เพื่อให้เครื่องปฏิกรณ์แบบ สามารถทำงานได้ในเชิงเศรษฐกิจ “กระแสบูตสแตรป” นี้จะต้องควบคุมกระแสที่ขับเคลื่อนโดยโซลินอยด์หรือระบบทำความร้อนภายนอก เคล็ดลับในการบรรลุสิ่งที่เรียกว่าสถานการณ์ขั้นสูง
(ตรงข้ามกับสถานการณ์พื้นฐาน) คือการลดขนาดของกระแสน้ำวนที่ปั่นป่วนภายในพลาสมา เพื่อกระตุ้น “สิ่งกีดขวางการขนส่งภายใน” โดยปกติแล้วกระแสน้ำวนเหล่านี้จะนำพาอนุภาคและความร้อนออกไปภายนอกผ่านพื้นผิวแม่เหล็ก แต่พวกมันสามารถแยกออกได้โดยการแนะนำการหมุนแบบเฉือน
กับพลาสมา หรือโดยการปรับเปลี่ยนการกระจายของกระแสพลาสมาเพื่อลด “การเคลื่อนตัวล่วงหน้า” ตามธรรมชาติของวงโคจรอิเล็กตรอนที่ขับเคลื่อนพวกมัน นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้บุกเบิกการวิจัยโทคามัก ตอบว่า “ฟิวชันจะอยู่ที่นั่นเมื่อสังคมต้องการ” เวลานั้นใกล้เข้ามาอย่างรวดเร็ว
และในที่สุดการก่อสร้าง ITER ก็กำลังจะเริ่มขึ้น ความพยายามกำลังเตรียมพร้อมสำหรับโอกาสระยะยาวของพลังงานฟิวชัน มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นลิงค์ทดลองเดียวที่จำเป็นระหว่างอุปกรณ์ที่มีอยู่และโรงไฟฟ้าสาธิต ซึ่งเรียกอย่างหลวมๆ อย่างไรก็ตาม ประเด็นสำคัญหลายประการสำหรับ ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วย
บางทีสิ่งที่สำคัญที่สุดก็คือความจำเป็นในการพัฒนาวัสดุที่ทนต่อรังสี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับถังสุญญากาศที่ทำด้วยเหล็กของ DEMO รอบการทำงานที่สั้นของ ITER หมายความว่าความเสียหายที่เกิดจากนิวตรอนจะไม่เป็นปัญหา ทำให้ไม่สามารถทดสอบวัสดุที่มีประโยชน์ที่ฟลักซ์นิวตรอนสูงได้
วิธีหนึ่งในการแก้ไขปัญหานี้คือการใช้แหล่งกำเนิดนิวตรอนแบบต่อเนื่องที่สร้างฟลักซ์เทียบเท่ากับที่คาดไว้ในเครื่องปฏิกรณ์ แต่ในปริมาณการทดสอบที่น้อยกว่า อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าศูนย์ฉายรังสีวัสดุฟิวชันระหว่างประเทศ ซึ่งตั้งอยู่ในประเทศญี่ปุ่น จะทำงานควบคู่ เป็นส่วนหนึ่งของแพ็คเกจสิ่งอำนวยความสะดวกที่วางแผนไว้เพื่อเร่งการพัฒนาพลังงานฟิวชัน แพ็คเกจนี้ยังรวมถึงการอัพเกรดตัวนำยิ่งยวด
