Физики научили металл перемешивать сам себя

Впервые в расплаве металла экспериментально зафиксировано явление, предсказанное ещё в 1979 году. Всё это время учёные регистрировали только косвенные признаки объединяющего несколько областей физики интересного эффекта – а успеха добилась группа исследователей из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign).

Расплавленный металл в ходе эксперимента вращался со скоростью до 30 сантиметров в секунду, обнажая даже дно ёмкости (фото University of Illinois).
Расплавленный металл в ходе эксперимента вращался со скоростью до 30 сантиметров в секунду, обнажая даже дно ёмкости (фото University of Illinois).

Специалистам посчастливилось наблюдать, как действуют так называемые термоэлектрические магнитогидродинамические потоки (TEMHD). Они возникают в расплаве металла при взаимодействии градиента температуры, электричества и магнитного поля. В результате жидкость приходит в движение.

Учёные использовали расплав лития. Металл поместили в контейнер из нержавеющей стали с площадью дна около 10 квадратных сантиметров. Глубина слоя лития составила порядка 1 сантиметра. Находящийся в магнитном поле контейнер с металлом обстреляли направленным пучком электронов, добиваясь большой разницы температуры в определённых точках жидкости.

Литий обладает сильными термоэлектрическими свойствами: разница в температуре разных его слоев и имеющейся подложки привела к возникновению внутри жидкости электрического тока, который замкнул своё кольцо через металлическое дно чаши. В результате взаимодействия этого тока и внешнего поля возникали силы, закручивающие расплавленную массу по часовой стрелке. Видеозапись эксперимента можно увидеть на сайте журнала Physical Review Focus.

Открытие было сделано в рамках экспериментальной программы SLiDE (на рисунке – одна из её установок), изучающей возможные варианты защиты стенок термоядерных реакторов при помощи жидких металлов (иллюстрации University of Illinois).
Открытие было сделано в рамках экспериментальной программы SLiDE (на рисунке – одна из её установок), изучающей возможные варианты защиты стенок термоядерных реакторов при помощи жидких металлов (иллюстрации University of Illinois).

Как сообщается в пресс-релизе, изначально предполагалось, что явление перемешивания вызвано разницей сил поверхностного натяжения в различных местах расплава из-за всё того же градиента температур — эффект Марангони (Marangoni effect). Более тщательное исследование, однако, убедило учёных, что он ни при чём. Зато объяснить движение можно с помощью TEMHD.

Учёные, чья статья опубликована в Physical Review Letters, полагают, что TEMHD-потоки найдут широкое применение как в металлургии, так и в термоядерных реакторах будущего.


Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
«Хаббл» получил новый снимок объекта Хога«Хаббл» получил новый снимок объекта Хога
Описан новый вид птерозавровОписан новый вид птерозавров
Телескоп TESS заснял взрыв на кометеТелескоп TESS заснял взрыв на комете
Все предполагаемые места для забора грунта на Бенну оказались неидеальныВсе предполагаемые места для забора грунта на Бенну оказались неидеальны
Доказано: жизнь на метеоритах возможнаДоказано: жизнь на метеоритах возможна
Блок рекламы


Похожие новости

Двуногого робота научили чеканить мяч
Плотоядные бактерии научились работать парамиПлотоядные бактерии научились работать парами
Роботы научились ориентироваться на местностиРоботы научились ориентироваться на местности
Роботы научились строить космические кораблиРоботы научились строить космические корабли
Робота Digit научили переносить коробкиРобота Digit научили переносить коробки
Будем добывать на месте: «лунный» реголит полностью разложили на металл и кислородБудем добывать на месте: «лунный» реголит полностью разложили на металл и кислород
Дроны научили крыть дома черепицейДроны научили крыть дома черепицей
Что не так с металлами на Луне: загадка для астрономовЧто не так с металлами на Луне: загадка для астрономов
Нейросеть научили дорисовывать фотографииНейросеть научили дорисовывать фотографии
Двойная звезда в 16 тыс. световых лет от Земли ведет себя странноДвойная звезда в 16 тыс. световых лет от Земли ведет себя странно
Последние новости

Подгружаем последние новости