Исследователи улучшили характеристики плазмы, нанеся литиевые покрытия на стены термоядерных установок. Но полное понимание механизма этого улучшения остается неуловимым.
Среди загадок — то, как температура влияет на способность лития поглощать и удерживать частицы дейтерия, которые отходят от топлива, вызывающего реакции синтеза.Ответы теперь приходят из новой лаборатории поверхностных исследований в Принстонской лаборатории физики плазмы, которая может исследовать литиевые покрытия толщиной всего в три атома. Такие зонды исследовали состав поверхности пленок лития на молибденовой подложке после того, как пленки подвергались воздействию ионов дейтерия.
Исследователи контролировали температуру поверхности, уровни примесей и другие условия независимо друг от друга, что было невозможно сделать в сложной среде термоядерных устройств, таких как токамаки.Эксперименты показали, что способность ультратонких пленок лития удерживать дейтерий падает при повышении температуры молибденовой подложки — результат, который дает представление о том, как литий влияет на характеристики токамаков.
Эксперименты также показали, что воздействие кислорода на литий улучшает удерживание дейтерия при температурах ниже примерно 400 градусов Кельвина. Но исследователи обнаружили, что без воздействия кислорода пленки лития могут удерживать дейтерий при более высоких температурах в результате литий-дейтериевой связи.
Вооруженные этими открытиями, ученые смогут лучше определить, как использовать литий для улучшения характеристик термоядерной плазмы.