Лента новостей

11:19
Александр Роджерс: Четыре года «перемоге Майдана»
11:18
Как Франция вышла из НАТО
11:16
Экологический наезд: Как западные экологи «защищают природу» от российских энергетиков
11:15
Трамп в плену у диванных стратегов
09:34
Активистка Евромайдана попросила прощения у Одессы и Донбасса: мы не ведали, что творим
09:31
Промышленность Украины пытается выжить и сохранить связи с Россией
09:27
Крымский мост станет избирательным участком
09:25
«Артек» - фильм Грэма Филлипса
09:24
США выдвинули требования к России как условие отказа от размещения своей новой ракеты
09:12
Украинцев делают вегетарианцами: мясо и сало резко подорожало
09:11
Таманская «дивизия будущего»: «Арматы» соберут в единый кулак
09:10
Четверть века Украина будет работать исключительно на оплату долгов
09:09
The Washington Post: Полезные идиоты Путин
09:08
Сдерживать «агрессию России» будет «украинский Бонапарт»
09:07
Египет обошел Китай по закупкам российских продуктов питания
09:05
Дебош Авакова или Министр МВД под ударом
09:03
Почему сделка с Индией по ЗРК С-400 зашла в тупик?
09:02
Россия встревожена угрозами Америки применить ядерное оружие в ответ на кибератаки
09:02
"Без руки и с переломанными ногами". Как Украина возвращает пленных
09:00
Украинцы стали главными дилерами синтетических наркотиков в России
08:59
Психбольной разгромил дипмиссию РФ в Швеции
08:55
Dagens Nyheter, Швеция. Российская экономика медленно двигается вперед
08:54
Что случилось с Владимиром Путиным: президентская кампания ведется вяло
08:51
Саша Сотник, который кричал «Волки»
00:34
Артистов "Джентльмен-шоу" выпроводили из Берлина из-за антироссийской позиции
19:44
За шо стоял майдан
19:43
Евгения Бильченко в чешском парламенте: "Я обращаюсь к тебе, Европа..."
19:42
Путин против МОК: эпилог и судьба Родченкова
19:40
Пушечное мясо Сирии
19:39
Американский эксперт предрек украинской гривне значительную девальвацию
19:38
Тенденции европейской Украины: Террор, слабоумие и отвага
19:37
Охрана Порошенко заставила журналисток раздеться и поймала секстремистку Femen
19:27
В случае конфликта США с Россией Ирак останется в стороне
19:26
Украинская оценка текущего состояния Сил специальных операций ВСУ
19:25
Миллиардеру Грудинину даже карьера на госслужбе не светит
19:22
Россию приказано пропустить через мясорубку, потому что нельзя унижать Америку
19:20
«Как на съемках военного фильма»: европейская делегация шокирована увиденным в Донбассе
19:18
Владимир Путин обеспечит многонациональный мир и процветание
18:44
«Дрелью» по танкам
18:42
Проверенного Сирией «утёнка» готовят в вожаки бомбардировочных стай
18:40
Израиль стал серьезной помехой для России в Сирии
18:39
«Турецкому потоку» закрыли путь в Европу
18:33
СМИ раскрыли численность наёмников ЧВК Вагнера
18:31
Минобороны сделало выводы из показательного расстрела ЧВК Вагнера
14:52
В Восточной Гуте террористы используют мирных жителей как «живой щит»
Все новости

Архив публикаций

«    Февраль 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728 


» » Вся мощь термоядерного топлива: революция в энергетике уже на пороге

Вся мощь термоядерного топлива: революция в энергетике уже на пороге

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) совместно с коллегами из США и Брюсселя разработали новый тип термоядерного топлива. С его помощью можно получить в десять раз больше энергии, чем из всех существующих образцов. Новое топливо содержит три вида ионов — частиц, заряд которых изменяется в зависимости от потери или приобретения электрона. Для изучения топлива используется токамак — тороидальная камера для магнитного удержания плазмы, создающая условия для управляемого термоядерного синтеза. Эксперименты с новинкой проводятся на базе токамака Alcator C-Mod, принадлежащего MIT, который обеспечивает наивысшее напряжение магнитного поля и давление плазмы во время испытаний.

Секрет нового топлива

Alcator C-Mod последний раз был запущен еще в сентябре 2016 года, но данные, полученные в результате проведенных экспериментов, были расшифрованы лишь недавно. Именно благодаря им ученым и удалось разработать новый, уникальный тип термоядерного топлива, значительно увеличивающего энергию ионов в плазме. Результаты были настолько обнадеживающими, что исследователи, работающие на Объединенном европейском торе (JET, еще один современный токамак) в Оксфордшире, США, провели собственный эксперимент и достигли такого же увеличения выработки энергии. Исследование, в котором подробно изложены результаты работы, было недавно опубликовано в 

Nature Physics.

Ключом к повышению эффективности ядерного топлива было добавление незначительного количества гелия-3 — стабильного изотопа гелия, который вместо двух нейтронов обладает лишь одним. Ядерное топливо, используемое в Alcator C-Mod, ранее содержало только два типа ионов, ионы дейтерия и водорода. Дейтерий, стабильный изотоп водорода с одним нейтроном ядре (у обычного водорода нейтронов нет совсем) составляет порядка 95% от общего состава топлива.

Токамак JET: вид изнутри
Токамак JET: вид изнутри

Исследователи из Центра плазмы и синтеза MIT (PSFC) использовали радиочастотный нагрев для того, чтобы воспламенить топливо, удерживаемое в форме суспензии промышленными магнитами. Этот метод основан на использовании антенн вне токамака, которые воздействуют на топливо с помощью радиоволн определенных частот. Они калибруются так, чтобы поражать лишь материал, количество которого в суспензии меньше всех прочих (в данном случае это водород). Водород обладает лишь малой долей от общей плотности топлива, а потому фокусировка радиочастотного нагрева на его ионах позволяет достичь экстремально высоких температур. Возбужденные ионы водорода затем взаимодействуют с ионами дейтерия, и полученные в результате из взаимодействия частицы бомбардируют наружную оболочку реактора, выделяя огромное количество тепла и электроэнергии.

А что же гелий-3? В новом топливе его меньше 1%, но именно его ионы играют решающую роль. Сфокусировав радиочастотный нагрев на столь незначительном количестве вещества, исследователи подняли энергию эонов до уровня мегаэлектроноволь (МэВ). Электроновольт — это количество энергии, полученное\потерянное в результате перехода электрона от одной точки электрического потенциала на уровень в 1 вольт выше. До сих пор мегаэлектронвольты в экспериментах с термоядерным топливом были лишь пределом мечтаний ученых — это на порядок больше, чем энергия всех образцов, полученных до сих пор.

Токамак: исследование термоядерных реакций

Alcatre C-Mod и JET представляют собой экспериментальные камеры термоядерного синтеза с возможностью достижения тех же плазменных давлений и температур, которые потребуются в полномасштабном реакторе синтеза. Стоит отметить, впрочем, что они меньше по размерам и не дают того, что исследователи называют «активированным синтезом» — синтеза, энергия которого напрямую преобразуется в энергию, которую можно использовать для других нужд. Тонкая настройка состава топлива, частоты радиоволн, магнитных полей и других переменных в этих экспериментах позволяют исследователям тщательно выбрать наиболее эффективный процесс синтеза, который потом можно будет воспроизвести в промышленном масштабе.

Как уже было сказано, американским ученым, работающим на JET, удалось не просто достичь тех же результатов, но и сравнить их с работой западных коллег, в результате чего научное сообщество получило уникальные данные измерений различных свойств невероятно сложных реакций, происходящих в перегретой плазме. В MIT исследователи использовали метод получения изображений реакции с помощью 

фазово-контрастной микроскопии, благодаря которому фазы электромагнитных волн трансформируются в контраст интенсивности. В свою очередь, ученые JET обладали возможностью более точно измерять энергию полученных частиц, и в результате картина того, что происходит во время реакций синтеза, получилась наиболее полной.

Ядерный синтез: революция в энергетике

Что это значит для нас с вами? Как минимум значительный прорыв в технологической сфере. Ядерный синтез, поставленный на нужды промышленности, может произвести революцию в производстве энергии. Его энергетический потенциал невероятно высок, а топливо состоит из самых распространенных элементов в Солнечной системе — водорода и гелия. К тому же, после сгорания термоядерного топлива не образуется опасных для экологии и человека отходов.

Как отмечает Nature, результаты этих экспериментов также помогут астрономам лучше понять роль гелия-3 в солнечной активности — ведь солнечные вспышки, несущие угрозу для земной энергетики и околоземных спутников, есть ни что иное, как результат протекания термоядерной реакции с колоссальным тепловым и электромагнитным излучением.





Опубликовано: legioner     Источник

Похожие публикации для статьи "Вся мощь термоядерного топлива: революция в энергетике уже на пороге"


1 комментарий

  1. Лейтенант
    svintus

    чет не верится уже американским "ученым"

    0

Новости партнеров

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наверх