پلاسماهای آزمایشگاهی با چگالی انرژی بالا HEDشاید شدیدترین حالت های ماده باشند که تا به حال روی زمین تولید شده اند.
پلاسماهای نرمال یکی از چهار حالت اصلی ماده به همراه جامد، گاز و مایع هستند. اما پلاسماهای HED دارای خواصی هستند که در پلاسمای معمولی در شرایط عادی یافت نمی شوند. به عنوان مثال، ماده در این حالت ممکن است همزمان به صورت جامد و گاز عمل کند. در این حالت، موادی که معمولاً به عنوان عایق برای بارهای الکتریکی عمل می‌کنند، در عوض تبدیل به فلزات رسانا می‌شوند. برای ایجاد و مطالعه پلاسمای HED، دانشمندان مواد را به شکل جامد یا مایع فشرده می‌کنند یا آنها را با ذرات یا فوتون‌های انرژی بالا بمباران می‌کنند.
توانایی دانشمندان برای ایجاد و کنترل شرایط شدید در آزمایشگاه‌های روی زمین به ما کمک می‌کند تا سیاه‌چاله‌ها و دیگر رویدادهای جهان را درک کنیم. این تحقیق همچنین از تلاش‌ها برای تحقق بخشیدن به نیروی همجوشی در زمین، بهره‌برداری از فرآیندهایی که در خورشید برای تولید انرژی در اینجا اتفاق می‌افتد، حمایت می‌کند. دانشمندانی که با پلاسمای HED کار می کنند قوانین اساسی طبیعت را مورد توجه قرار می دهند. اما آنها همچنین روی کاربردهای عملی کار می کنند. تحقیقات بر روی پلاسمای HED می تواند به ما در درک نحوه ساخت ایزوتوپ های رادیواکتیو کمک کند. این ایزوتوپ های رادیویی کاربردهای عملی زیادی دارند. به عنوان مثال، آنها می توانند برای ایجاد تصاویری از داخل بدن ما برای درک مسائل پزشکی، یا در صنعت برای درک اینکه چگونه مواد در اثر استفاده فرسوده می شوند، استفاده شوند.
حقایق پلاسمای چگالی انرژی بالا
پلاسماهای با چگالی انرژی بالا حالت عجیب و غریبی از ماده هستند که در رویدادهای اخترفیزیکی مانند تولد ستارگان و کوتوله‌های قهوه‌ای، در آزمایش‌های همجوشی آزمایشگاهی و انفجارهای سلاح‌های هسته‌ای یافت می‌شوند.
دانشمندان پلاسمای HED را با استفاده از لیزرهای کلاس پتاوات پرقدرت تولید می کنند که سطوح توان لحظه ای معادل خروجی کل شبکه برق ایالات متحده را تولید می کند.
پلاسمای HED در مرکز احتراق ملی (NIF) ایجاد می‌شود، که پرانرژی‌ترین لیزر در جهان با 2 مگاژول (انرژی مصرف‌شده توسط 20000 لامپ 100 وات در یک ثانیه) انرژی نوری است که در 16 نانوثانیه تحویل داده می‌شود.
کاربردهایی که توسط پلاسمای HED به شکل منابع فشرده و ارزان تابش فعال می شوند، در علم، صنعت و پزشکی کاربرد دارند.
استفاده از لیزرهای 192 NIF در یک هدف ایزوتوپ‌های هیدروژن با پرتاب توپ بیس‌بال از تپه پارچ در پارک اوراکل سانفرانسیسکو به منطقه ضربه در استادیوم داجر در لس‌آنجلس، در حدود 400 مایلی مقایسه شده است.
وزارت انرژی از تحقیق و توسعه HED پشتیبانی می کند زیرا برنامه های کاربردی مرتبط به چندین مأموریت DOE می پردازند. حمایت از تحقیقات پلاسمای HED از برنامه تسلیحات هسته ای ایالات متحده سرچشمه می گیرد. پس از اختراع لیزر، تحقیقات HED فراتر از تسلیحات هسته‌ای گسترش یافت. ایالات متحده فعالیت های HED را تحت اداره ملی امنیت هسته ای وزارت انرژی (NNSA) و برنامه علوم انرژی همجوشی در دفتر علوم DOE مدیریت می کند. دفتر علوم بر توسعه پایه علمی برای درک و تولید پلاسمای HED متمرکز است.
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید