Vill du förbättra dina chanser att göra el från fusion? Titta inte längre än städarna under din diskbänk.

Forskning som leds av forskare vid US Department of Energy's (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ger nya bevis på att partiklar av bor, huvudingrediensen i Borax hushållsrengöring, kan belägga inre komponenter i munkformade plasmaanordningar som kallas tokamaks och förbättra fusionsreaktionernas effektivitet.

"Vårt experiment ger viktiga insikter om hur denna teknik fungerar, "sa PPPL -fysikern Alessandro Bortolon, huvudförfattare till ett papper som rapporterar resultaten i Kärnfusion . "Resultaten hjälper till att klargöra om den kontrollerade injektionen av borpulver kan användas för att stödja effektiv drift av framtida fusionsreaktorer."

Fusion kombinerar ljuselement i form av plasma - det heta, materiens laddade tillstånd består av fria elektroner och atomkärnor - i en process som kan generera massiva mängder energi. Forskare försöker utnyttja fusion, som driver solen och stjärnorna, att skapa en praktiskt taget outtömlig strömförsörjning för att generera el.

Forskarna fann att borinjektionstekniken gör det lättare att producera pålitligt högpresterande plasma i tokamaks med inre komponenter fodrade med lätta element som kol, vanligt förekommande i dagens enheter. Resultaten härleddes från experiment på DIII-D National Fusion Facility som General Atomics driver för DOE.

Forskningen kompletterar tidigare resultat från experiment som utförts på Axially Symmetric Divertor Experiment-Upgrade (ASDEX-U), drivs av Max Planck Institute for Plasma Physics in Garching, Tyskland. Dessa experiment visade att borinjektionstekniken möjliggjorde tillgång till högpresterande plasma i tokamaker med interiörer belagda med metaller som volfram. Tillsammans, experimenten DIII-D och ASDEX-U ger starka bevis på att borinjektionstekniken kommer att säkerställa god plasmaprestanda för en rad fusionsmaskiner.

DIII-D-experimenten fyllde också i en saknad information som bekräftar att injektionstekniken leder till att ett borskikt läggs inuti en tokamak. "Du skulle intuitivt tro att när borpulver faller in i plasma, boret skulle lösa sig och gå någonstans i tokamak, "Sa Bortolon." Men ingen hade någonsin försökt bekräfta bildandet av ett borskikt av själva plasman. Det fanns noll information. Detta är första gången detta har visats och mätts direkt med denna teknik. "

Borskiktet förhindrar att material överförs från innerväggen till plasma, hålla plasman fri från föroreningar som kan späda ut huvudplasmabränslet. Färre föroreningar gör plasman stabilare och minskar frekvensen av störningar.

Injektionstekniken kan komplettera eller till och med ersätta den nuvarande tekniken för att lägga ner bor, vilket kräver att stänga av tokamak i upp till flera dagar. Den tekniken, känd som glödladdningsboronisering, innebär också giftig gas.

Borpulvermetoden tar bort dessa problem. "Om du använder borpulverinjektion, du skulle inte behöva avbryta allt och stänga av tokamaks magnetspolar, "Sa Bortolon." Också, du behöver inte oroa dig för att hantera en giftig gas. Att ha ett sådant verktyg kan vara oerhört viktigt för framtida fusionsenheter. "