Ito ay isang tanong na naging palaisipan sa mga siyentipiko sa loob ng isang siglo.Ngunit, pinalakas ng $625,000 US Department of Energy (DoE) Early Career Distinguished Service Award, umaasa si Matteo Bucci, assistant professor sa Department of Nuclear Science and Engineering (NSE), na makalapit sa isang sagot.
Kung nag-iinit ka man ng isang palayok ng tubig para sa pasta o nagdidisenyo ng isang nuclear reactor, isang hindi pangkaraniwang bagay—pagkulo—ay kritikal sa parehong proseso nang mahusay.
“Ang pagpapakulo ay isang napakahusay na mekanismo ng paglipat ng init;ito ay kung paano ang isang malaking halaga ng init ay inalis mula sa ibabaw, kung kaya't ito ay ginagamit sa maraming mga high power density application," sabi ni Bucci.Halimbawa ng paggamit: nuclear reactor.
Para sa hindi pa nakakaalam, ang pagkulo ay mukhang simple - ang mga bula ay nabuo na sumasabog, nag-aalis ng init.Ngunit paano kung napakaraming mga bula ang nabuo at nagsama-sama, na lumikha ng isang bahid ng singaw na pumigil sa karagdagang paglipat ng init?Ang ganitong problema ay isang kilalang entity na kilala bilang boiling crisis.Ito ay hahantong sa thermal runaway at pagkabigo ng mga fuel rod sa nuclear reactor.Samakatuwid, "ang pag-unawa at pagtukoy sa mga kondisyon kung saan maaaring mangyari ang kumukulong krisis ay kritikal sa pagbuo ng mas mahusay at cost-competitive nuclear reactors," sabi ni Butch.
Ang mga unang sulatin tungkol sa kumukulong krisis ay nagsimula halos isang siglo bago ang 1926. Bagama't maraming gawain ang nagawa, "malinaw na wala kaming nahanap na sagot," sabi ni Bucci.Ang mga kumukulong krisis ay nananatiling problema dahil, sa kabila ng kasaganaan ng mga modelo, mahirap sukatin ang mga nauugnay na phenomena upang patunayan o pabulaanan ang mga ito."Ang [pagpakulo] ay isang proseso na nangyayari sa napakaliit na sukat at sa napakaikling panahon," sabi ni Bucci."Hindi namin ito mapapanood sa antas ng detalyeng kailangan para maunawaan kung ano talaga ang nangyayari at subukan ang mga hypotheses."
Ngunit sa nakalipas na ilang taon, si Bucci at ang kanyang koponan ay gumagawa ng mga diagnostic na maaaring masukat ang mga phenomena na nauugnay sa kumukulo at magbigay ng isang kailangang-kailangan na sagot sa isang klasikong tanong.Ang diagnosis ay batay sa mga paraan ng pagsukat ng temperatura ng infrared gamit ang nakikitang liwanag."Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawang teknolohiyang ito, sa palagay ko ay magiging handa tayong sagutin ang mga pangmatagalang tanong sa paglipat ng init at makakalabas sa butas ng kuneho," sabi ni Bucci.Ang mga gawad ng US Department of Energy mula sa Nuclear Power Program ay makakatulong sa pag-aaral na ito at sa iba pang pagsisikap ni Bucci sa pagsasaliksik.
Para kay Bucci, na lumaki sa Citta di Castello, isang maliit na bayan malapit sa Florence, Italy, hindi na bago ang paglutas ng mga puzzle.Ang ina ni Butch ay isang guro sa elementarya.Ang kanyang ama ay may isang machine shop na nagpasulong sa pang-agham na libangan ni Bucci."Ako ay isang malaking tagahanga ng Lego bilang isang bata.It was passion,” dagdag niya.
Kahit na ang Italya ay nakaranas ng matinding pagbaba sa nuclear power sa panahon ng mga taon ng pagbuo nito, ang paksa ay nabighani kay Bucci.Ang mga pagkakataon sa trabaho sa larangan ay hindi sigurado, ngunit nagpasya si Bucci na maghukay ng mas malalim."Kung kailangan kong gumawa ng isang bagay sa buong buhay ko, hindi ito kasing ganda ng gusto ko," biro niya.Si Bucci ay nag-aral ng nuclear engineering undergraduate at postgraduate na pag-aaral sa Unibersidad ng Pisa.
Ang kanyang interes sa mga mekanismo ng paglipat ng init ay nag-ugat sa kanyang pananaliksik sa doktor, na kanyang pinagtatrabahuhan sa French Commission for Alternative Energy and Atomic Energy (CEA) sa Paris.Doon, iminungkahi ng isang kasamahan na magtrabaho sa kumukulong krisis sa tubig.Sa pagkakataong ito, itinakda ni Bucci ang kanyang mga tingin sa NSE ng MIT at nakipag-ugnayan kay Propesor Jacopo Buongiorno upang magtanong tungkol sa pananaliksik ng institute.Kinailangan ni Bucci na makalikom ng pondo sa CEA para sa pananaliksik sa MIT.Dumating siya na may dalang round-trip ticket ilang araw bago ang 2013 Boston Marathon bombing.Ngunit mula noon si Bucci ay nanatili doon, naging isang research scientist at pagkatapos ay isang assistant professor sa NSE.
Inamin ni Bucci na nahirapan siyang mag-adjust sa kanyang kapaligiran noong una siyang nag-enroll sa MIT, ngunit ang trabaho at pakikipagkaibigan sa mga kasamahan — tinuturing niyang matalik na kaibigan niya sina Guanyu Su at Reza Azizyan ng NSE — nakatulong sa pagharap sa maagang pag-aalinlangan.
Bilang karagdagan sa mga diagnostic ng boil, gumagawa din si Bucci at ang kanyang koponan ng mga paraan upang pagsamahin ang artificial intelligence sa eksperimental na pananaliksik.Siya ay lubos na naniniwala na "ang pagsasama ng mga advanced na diagnostic, machine learning at mga advanced na tool sa pagmomodelo ay magbubunga sa loob ng isang dekada."
Ang koponan ni Bucci ay bumubuo ng isang self-contained na laboratoryo upang magsagawa ng kumukulong mga eksperimento sa paglipat ng init.Pinapatakbo ng machine learning, ang setup ang magpapasya kung aling mga eksperimento ang tatakbo batay sa mga layunin sa pag-aaral na itinakda ng team."Nagtatanong kami ng tanong na sasagutin ng makina sa pamamagitan ng pag-optimize sa mga uri ng mga eksperimento na kailangan para sagutin ang mga tanong na iyon," sabi ni Bucci."Sa totoo lang sa tingin ko ito ang susunod na hangganan na kumukulo."
"Kapag umakyat ka sa isang puno at nakarating sa tuktok, napagtanto mo na ang abot-tanaw ay mas malawak at mas maganda," sabi ni Butch tungkol sa kanyang sigasig para sa karagdagang pananaliksik sa lugar na ito.
Kahit na nagsusumikap para sa mga bagong taas, hindi nakalimutan ni Bucci kung saan siya nagmula.Upang gunitain ang pagho-host ng Italy ng 1990 FIFA World Cup, isang serye ng mga poster ang nagpapakita ng football stadium sa loob ng Colosseum, na ipinagmamalaki ang lugar sa kanyang tahanan at opisina.Ang mga poster na ito, na nilikha ni Alberto Burri, ay may sentimental na halaga: ang Italyano na artista (ngayon ay namatay na) ay mula rin sa bayan ni Bucci, Citta di Castello.
Oras ng post: Aug-10-2022