வெடிப்பு சோதனைகளில் ஹாட் ஸ்பாட் நிலைமைகள்

Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) இல் நடத்தப்பட்ட ஆராய்ச்சியானது, ஒரு வெடிப்பில் அடையும் ஹாட் ஸ்பாட் நிலைமைகளைப் புரிந்துகொள்ளப் பயன்படுத்தப்படும் எளிய மாதிரிகளுக்கான சரிபார்ப்புப் பயிற்சியை விரிவாக அலசுகிறது. இது உருவகப்படுத்துதல்களின் தொகுப்புடன் ஒப்பிடும்போது நல்ல தெளிவான தன்மையை கொண்டுள்ளது.

தீப்பற்றுதல் மூலம் தற்போதைய நிலைமைகளை துல்லியமாக கண்டறிய முடியும் மற்றும் NIF(National Ignition Facility)-இல் வெடிப்பு சோதனைகளுக்கான அருகாமை அளவீடுகளை மதிப்பிட வேண்டும். ஹாட் ஸ்பாட்கள் நேரடியாக அளவிடப்படுவதில்லை. அவை எளிய 0- மற்றும் ஒரு பரிமாண (1D)-மாடல்களைப் பயன்படுத்தி அனுமானிக்கப்படுகின்றன.

“NIF-இல் பற்றவைப்பு பரிசோதனைகளை செய்யும்போது, ​​ஷாட் மற்றும் அதன் செயல்திறனை அளவிடக்கூடிய ஒரு தனித்துவமான நோயறிதல் வரிசை உள்ளது” என்று LLNL இயற்பியலாளர் அலெக்ஸ் சில்ஸ்ட்ரா விளக்கினார். “துரதிர்ஷ்டவசமாக, இயற்பியலின்படி தீ உள்ள இடத்தில் உண்மையிலேயே அக்கறை கொண்ட சில விஷயங்கள் சூடான இடத்தில் உள்ள அழுத்தம் அல்லது ஆற்றலின் அளவு போன்றவற்றை நேரடியாக அளவிட முடியாது.”

எனவே, தரவுகளிலிருந்து இந்த பண்புகளை ஊகிக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் எளிய மாதிரிகளைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இருப்பினும், அனுமானங்கள் மூலம் பெறப்பட்ட கண்டுபிடிப்புகள் நம்பகமானதாக இருக்க, அவை மற்ற மாதிரிகளுக்கு எதிராக தரப்படுத்தப்பட வேண்டும்.

LLNL இயற்பியலாளர்களான ஜில்ஸ்ட்ரா, ரியான் நோரா, பிராவ் படேல் மற்றும் ஓமர் ஹரிகேன் ஆகியோர் கட்டுரையின் ஆசிரியர்களாக  பணியாற்றியனர். இந்த ஆய்வு பிளாஸ்மாக்களின் இயற்பியலில் இடம்பெற்றுள்ளது.

20,000-க்கும் மேற்பட்ட சோதனைகள் பல்வேறு செயல்திறன் மற்றும் சோதனையின் போது தவறாக நடக்கக்கூடிய பல்வேறு விஷயங்களை இயக்குவதன் மூலம் எளிய மாதிரிகளை ஆராய்ச்சி சரிபார்க்கிறது.

“எளிய மாதிரிகள் கூட தேவைப்படக்கூடிய அளவுரு வரம்பில் நல்ல வேலையைச் செய்வது கண்டறியப்பட்டது. உள்ளீட்டு மதிப்புகளின் அளவீட்டு நிச்சயமற்ற தன்மையைக் கருத்தில் கொண்டு, ஊகிக்கப்பட்ட அளவுகளுக்கான நிகழ்தகவு விநியோகங்களை உருவாக்க, புதிய மார்கோவ் சங்கிலி அல்காரிதமும் பயன்படுத்தப்பட்டது.”

LLNL-இன் சமீபத்தில் வெளியிடப்பட்ட நேச்சர் பேப்பர் மற்றும் வரவிருக்கும் வெளியீடுகளில் எரியும் பிளாஸ்மாக்களை மதிப்பிடுவதற்கு இந்த எளிய கணித மாதிரிகள் முக்கியமானவை என்று Hurricane கூறுகிறார்.

“எளிய மாதிரிகள் சில காலமாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன,” என்றும் Hurricane கூறுகிறார். “புதிய விஷயம் என்னவென்றால், ICF-க்குள் உள்ள அறிவாற்றல் உருவகப்படுத்துதல் குழு இப்போது இந்த வகையான ஆய்வுகளை ஆதரிக்கும் அளவுக்கு பெரிய உருவகப்படுத்துதல்களை உருவாக்கியுள்ளது, மேலும் உருவகப்படுத்தப்பட்ட தரவு மூலம் அறியப்பட்ட உண்மைக்கு எதிராக மாதிரியை சோதிக்கிறது.”

References:

• Kritcher, A. L., Young, C. V., Robey, H. F., Weber, C. R., Zylstra, A. B., Hurricane, O. A., & Wilde, C. H. (2022). Design of inertial fusion implosions reaching the burning plasma regime. Nature Physics, 1-8.
• Hurricane, O. A., Callahan, D. A., & Patel, P. (2018). ICF Integrated Experiments Hypothesis Workshop Report(No. LLNL-TR-753149). Lawrence Livermore National Lab.(LLNL), Livermore, CA (United States).
• Weber, C. R., Clark, D. S., Cook, A. W., Busby, L. E., & Robey, H. F. (2014). Inhibition of turbulence in inertial-confinement-fusion hot spots by viscous dissipation. Physical Review E, 89(5), 053106.
• Ren, K., Wu, J., Dong, J., Li, Y., Huang, T., Zhao, H., & Wang, F. (2021). Quantitative observation of monochromatic X-rays emitted from implosion hotspot in high spatial resolution in inertial confinement fusion. Scientific Reports, 11(1), 1-10.
• Goncharov, V. N., Sangster, T. C., Betti, R., Boehly, T. R., Bonino, M. J., Collins, T. J. B., & Casey, D. T. (2014). Improving the hot-spot pressure and demonstrating ignition hydrodynamic equivalence in cryogenic deuterium–tritium implosions on OMEGA. Physics of Plasmas, 21(5), 056315.