Astrofysici hebben ontdekt dat energiestromen die verhitting veroorzaken, de Rayleigh-Taylor-instabiliteit verminderen. Dit vermindert afwijkingen van evenwichtswaarden in het systeem en verhoogt de efficiëntie van kernfusiereacties.
Bij een supernova-explosie wordt het materiaal van de ster in verschillende richtingen verstrooid. In dit geval vormt de schokgolf een supernova-overblijfsel uit interstellaire materie en stellair materiaal. De Rayleigh-Taylor-instabiliteit speelt in dit proces een belangrijke rol. Het effect impliceert een toename van kleine afwijkingen van evenwichtsindicatoren in een systeem dat zich in een zwaartekrachtveld bevindt of beweegt met versnelling.
Voorheen werd nooit rekening gehouden met de invloed van warmtefluxen op het Rayleigh-Taylor-effect. Maar wetenschappers van de Universiteit van Michigan ontdekten dat toenemende temperatuur de menging op het grensvlak tussen de twee fasen vermindert en instabiliteit vermindert. “De Rayleigh-Taylor-instabiliteit wordt al meer dan 100 jaar bestudeerd. Maar de effecten van energierijke stromen en de mechanismen die verhitting veroorzaken, zijn nooit onderzocht”, zegt Caroline Kurantz, directeur van het Center for Laser Experimental Astrophysical Research aan de Universiteit van Michigan.
De gegevens die wetenschappers verkregen tijdens het proces van laboratoriummodellering vormden de basis van een artikel gepubliceerd in Nature. Wetenschappers zijn van mening dat hun waarnemingen zullen helpen bij het ontwikkelen van een "roadmap" om de efficiëntie van thermonucleaire fusie te verbeteren. “Nu werken al onze kerncentrales op kernsplijtingsreacties. Maar het versmelten van atomen is over het algemeen efficiënter en levert minder kernafval op. Bovendien kunnen in plaats van uranium en plutonium lichtere elementen zoals waterstofisotopen worden gebruikt om fusiereacties uit te voeren, zodat we een bijna onbeperkte brandstofbron op aarde hebben”, zegt Caroline Kurantz.
