Þetta er spurning sem hefur vakið undrun vísindamanna í heila öld.En, studd af $625.000 US Department of Energy (DoE) Early Career Distinguished Service Award, vonast Matteo Bucci, lektor við Department of Nuclear Science and Engineering (NSE), að komast nær svari.
Hvort sem þú ert að hita pott af vatni fyrir pasta eða hanna kjarnaofn, þá er eitt fyrirbæri - suðu - mikilvægt fyrir bæði ferlana á skilvirkan hátt.
„Suðu er mjög duglegur varmaflutningsbúnaður;þannig er mikið magn af hita fjarlægt af yfirborðinu og þess vegna er það notað í mörgum notkunum með miklum aflþéttleika,“ sagði Bucci.Notkunardæmi: kjarnaofni.
Fyrir óinnvígða lítur suðueiningin einföld út - loftbólur myndast sem springa og fjarlægja hita.En hvað ef svo margar loftbólur mynduðust og mynduðust og mynduðu gufurák sem kom í veg fyrir frekari hitaflutning?Slíkt vandamál er vel þekkt eining sem kallast suðukreppan.Þetta myndi leiða til hitauppstreymis og bilunar á eldsneytisstangum í kjarnakljúfnum.Þess vegna er „skilningur og skilgreiningu á þeim skilyrðum sem suðukreppa getur átt sér stað mikilvægt til að þróa skilvirkari og kostnaðarsamari kjarnakljúfa,“ sagði Butch.
Snemma skrif um kraumandi kreppuna ná aftur næstum öld fyrir 1926. Þó að mikið hafi verið unnið, "það er ljóst að við höfum ekki fundið svar," sagði Bucci.Suðukreppur eru enn vandamál vegna þess að þrátt fyrir gnægð líkana er erfitt að mæla viðkomandi fyrirbæri til að sanna eða afsanna þau.„[Suðu] er ferli sem gerist á mjög, mjög litlum mælikvarða og á mjög, mjög stuttum tíma,“ sagði Bucci.„Við getum ekki horft á það með því smáatriði sem þarf til að skilja hvað er raunverulega að gerast og prófa tilgátur.
En undanfarin ár hafa Bucci og teymi hans verið að þróa greiningar sem geta mælt suðutengd fyrirbæri og gefið bráðnauðsynlegt svar við klassískri spurningu.Greining byggist á innrauðum hitamælingaaðferðum með sýnilegu ljósi.„Með því að sameina þessar tvær tækni, held ég að við verðum tilbúin til að svara langtímaspurningum um varmaflutning og getum klifrað upp úr kanínuholinu,“ sagði Bucci.Styrkir bandaríska orkumálaráðuneytisins frá kjarnorkuáætluninni munu hjálpa þessari rannsókn og öðrum rannsóknum Bucci.
Fyrir Bucci, sem ólst upp í Citta di Castello, litlum bæ nálægt Flórens á Ítalíu, er það ekkert nýtt að leysa þrautir.Móðir Butch var grunnskólakennari.Faðir hans var með vélaverkstæði sem ýtti undir vísindaáhugamál Buccis.„Ég var mikill aðdáandi Lego sem krakki.Þetta var ástríða,“ bætti hann við.
Þrátt fyrir að Ítalía hafi upplifað mikla samdrátt í kjarnorku á mótunarárum sínum, heillaði efnið Bucci.Atvinnutækifæri á þessu sviði voru í óvissu en Bucci ákvað að kafa dýpra.„Ef ég þarf að gera eitthvað það sem eftir er af lífi mínu, þá er það ekki eins gott og ég myndi vilja,“ sagði hann í gríni.Bucci lærði kjarnorkuverkfræði í grunn- og framhaldsnámi við háskólann í Písa.
Áhugi hans á hitaflutningsaðferðum átti rætur að rekja til doktorsrannsókna hans, sem hann vann við franska nefndina um aðra orku og kjarnorku (CEA) í París.Þar stakk samstarfsmaður upp á því að vinna í sjóðandi vatnsvandanum.Að þessu sinni setti Bucci mark sitt á NSE MIT og hafði samband við prófessor Jacopo Buongiorno til að spyrjast fyrir um rannsóknir stofnunarinnar.Bucci þurfti að afla fjár hjá CEA fyrir rannsóknir við MIT.Hann kom með miða fram og til baka dögum fyrir sprengjutilræðin í Boston maraþoninu 2013.En síðan þá hefur Bucci dvalið þar, orðið vísindamaður og síðan lektor við NSE.
Bucci viðurkennir að hann hafi átt erfitt með að aðlagast umhverfi sínu þegar hann skráði sig fyrst í MIT, en vinna og vinátta við samstarfsmenn - hann telur NSE Guanyu Su og Reza Azizyan vera bestu vini sína - hjálpaði til við að sigrast á snemma áhyggjum.
Auk suðugreiningar eru Bucci og teymi hans einnig að vinna að leiðum til að sameina gervigreind og tilraunarannsóknir.Hann trúir því staðfastlega að "samþætting háþróaðrar greiningar, vélanáms og háþróaðs líkanaverkfæra muni bera ávöxt innan áratugar."
Teymi Bucci er að þróa sjálfstæða rannsóknarstofu til að framkvæma tilraunir með sjóðandi hitaflutning.Knúið af vélanámi ákveður uppsetningin hvaða tilraunir á að keyra út frá námsmarkmiðunum sem teymið hefur sett.„Við erum að spyrja spurningar sem vélin mun svara með því að fínstilla þær tegundir tilrauna sem þarf til að svara þessum spurningum,“ sagði Bucci.„Ég held satt að segja að þetta séu næstu landamæri sem kraumar.
„Þegar þú klifrar upp í tré og kemst upp á toppinn áttarðu þig á því að sjóndeildarhringurinn er breiðari og fallegri,“ sagði Butch um áhuga sinn á frekari rannsóknum á þessu sviði.
Jafnvel þegar hann leitar að nýjum hæðum hefur Bucci ekki gleymt hvaðan hann kemur.Til að minnast þess að Ítalía hýsti HM 1990, sýnir röð veggspjalda fótboltaleikvanginn inni í Colosseum þar sem hann er stoltur á heimili hans og skrifstofu.Þessi veggspjöld, búin til af Alberto Burri, hafa tilfinningalegt gildi: ítalski listamaðurinn (nú látinn) var einnig frá heimabæ Bucci, Citta di Castello.
Birtingartími: 10. ágúst 2022