Mordijck将领导美国能源部里程碑计划
每个财政年度,美国能源部科学办公室都会在核聚变研究领域设定一个里程碑,而即将到来的一年,William & 玛丽教授将掌舵。他们的计划是学习如何为人造太阳提供燃料。
从10月1日开始,新的能源部计划将由William & 玛丽应用科学助理教授Saskia Mordijck领导。Mordijck将担任聚变能源科学办公室联合研究目标的全球领导者,与世界各地的佳博体育合作,解决聚变反应燃料补给的复杂问题,就像那些为太阳供电的问题一样。
“这实际上是相当新的,因为这是他们第一次开始将学术界纳入这些里程碑,”Mordijck说。“我将成为领导这项努力的第一位教员。最重要的是,据我所知,我将成为第一位女性领导者,这对我们这个领域来说是一件大事。”
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Mordijck的整个职业生涯都在从事核聚变研究,专门研究核聚变反应的物理学。她最近获得了100万美元的奖励,用于能源部和威廉玛丽公司的核聚变研究合作。
聚变能源科学办公室将其总体任务描述为建立“发展聚变作为未来能源所需的科学基础”。莫迪克说,这个地平线每年都在靠近,但时间已经不多了。
她说:“忽略气候变化的后果,我们今天生活的人可能会依靠化石燃料生活,但我们的子孙后代最终会耗尽化石燃料。”“拥有多样化的能源经济从来没有坏处。有了核聚变能源,你说的是一克海水为一座城市提供燃料。”
Mordijck说,核聚变的概念相对容易解释,但要实现却极具挑战性。
“从某种意义上说,核聚变非常简单。这是我们每天都能看到的。这是太阳,”她说。“这是一个非常可靠的简单原理,但在地球上实现要困难得多。”
为了完成聚变,两个小粒子被加热到足够高的温度,使它们融合在一起。在聚变过程中,它们的一些质量被释放并转化为能量。如果操作正确,产生的能量将大于将两个粒子融合在一起所需的能量。它本质上与裂变相反,裂变是一种分裂原子的方法,为核电站和原子弹提供燃料。一种方法将粒子聚集在一起,另一种方法将它们分开。
在太阳内部,氢核融合成氦所产生的能量足以使地球温暖数十亿年,但是太阳的密度在这些聚变反应中起着关键作用,Mordijck解释说。她补充说,在地球上,如果规模足够大,制造那么大的密度不仅不切实际,而且很危险。这意味着为了在地球上产生核聚变反应,环境必须比太阳还要热。
“当你把气体加热到这种温度时,它就变成了等离子体,”Mordijck说。等离子体是物质的第四种状态,它与周围环境相互作用的方式仍未被科学完全理解。但至少有一件事是明确的,等离子体可以被磁场控制,就像美国和国外的托卡马克装置产生的磁场一样。Mordijck和她的研究生Ryan Chaban和Richard Reksoatmodjo定期与在圣地亚哥DIII-D国家聚变设施运行托卡马克的科学家合作。
“我们必须使用非常强的磁场来限制等离子体,”Mordijck说。她解释说,问题在于,在一个可控的核聚变反应开始后,很难让它继续下去。“虽然太阳有大约四五十亿年的燃料,但地球上的聚变反应堆不可能有那么多燃料,所以我们必须不断地为它提供燃料,以防止等离子体泄漏。”
Chaban和Reksoatmodjo将在明年与Mordijck合作,进一步了解如何为聚变反应提供燃料。他们的研究将成为美国能源部2019年联合研究目标的组成部分。Mordijck说,她期待着管理一个全球里程碑项目所带来的挑战,并希望为女性核聚变科学家树立榜样。
“对我们这个领域的女性来说,担任领导职务很重要,”莫迪克说。“我们正在向下一代展示,这些都是机会,这些都是可能性,当我们被召唤时,我们和男同事一样有能力进入这些角色。”