Нов експеримент разкри неочаквана пречка пред преноса на топлина в плазмата
Физици от Съединени американски щати за първи път демонстрираха по какъв начин топлината се движи – или по-скоро не се движи – сред субстанции в положение на плазма с висока енергийна компактност. Откритията ще оказват помощ за създаването на нови опити за следен термоядрен синтез благодарение на лазери. Разбирането на метода, по който топлината се движи сред горещата плазма и повърхностите на материалите, е належащо и за други технологии, като полупроводниците и хиперзвуковите ракети.
Плазма с висока енергийна компактност се образува единствено при рискови налягания и температури. Проучването на откриватели от Университета на Невада демонстрира, че междуфазовото термично противодействие – събитие, за което се знае, че попречва преноса на топлота при по-малко рискови условия, също попречва топлинния поток сред разнообразни материали в положение на плътна, свръхгореща плазма.
В своя опит учените са се фокусирали върху преноса на топлота сред метал и пластмаса, се споделя в уеб страницата на Националната научна фондация на Съединени американски щати. С помощта на лазер те нагряват до рискови температури и подлагат волфрамова жица и пластмасовата ѝ обвивка на високо налягане. Проводникът бил нагорещен до към 10 000 градуса по Целзий, до момента в който пластмасовата му обвивка останала относително хладна – единствено 1100 °C. Използвайки серия от лазерни импулси с възходящо забавяне, откривателите са съумели да ревизират дали топлината се предава сред волфрама и пластмасата.
„ Когато погледнахме данните, бяхме шокирани, тъй като топлината не се предаваше сред тези материали “, споделя Уайт. – Тя се задържаше на границата сред материалите и ние прекарахме доста време в опити да разберем за какво. “
Оказа се, че повода е топлинното противодействие на границата сред материалите. Електроните в по-топлия материал доближават до границата сред материалите, като придвижват топлинна сила, само че по-късно се разсейват и се връщат в по-топлия материал, изясни Уайт.
Това проучване е първото, в което учените непосредствено следят ограничавания топлинен поток сред материалите при такива рискови условия. Точното схващане на рисковите условия е от значително значение за необятен набор от значими технологии – от здравната диагностика до националната сигурност, споделят откривателите.
