Лента новостей

12:02
И навёл Господь на Русь поганых…
12:01
О спорт, ты...
12:00
Кадры возвращения батальона военной полиции из Сирии
11:57
Завидуй, вата!
11:55
Витязь с недожёванным галстуком
11:55
Украина решила провести экологическую экспертизу строительства Крымского моста
11:53
Россия победила в Сирии и формирует новый миропорядок
11:52
Лицемер Трамп присвоил себе заслуги России
11:51
Замена МВФ: Европа порывает с финансовой зависимостью от США
11:50
Новогодние приключения Деда Мороза и Снегурочки на Украине
11:48
Добрый мальчик Коля из Нового Уренгоя       
10:36
Для русских спорт — это война
10:26
Киев потребует репараций от России
10:20
Orient.net: Починит самолеты и вернется!
10:16
«Северный поток-2» уже не развернуть
10:13
Вернуть Россию в европейскую семью
09:55
Этот день в истории - 13 Декабря
05:39
Чего ждать России от выставки вооружений в Кувейте
05:37
Госдеп озвучил финансовый приговор Украине
05:35
Когда распадется Украина?
05:34
«Петля затягивается. Дело идёт к полному расчленению Украины»
21:58
Финиш суперэсминца Zumwalt: ВМС США несут небоевые потери
21:56
Россия и Китай пришлют на Олимпиаду сборные ПВО
21:55
Почему F-22 испугался российского Су-35С в сирийском небе
21:53
«Сан-Хуан» потащил за собой на дно репутацию германского судостроения
21:51
На первых ролях: что вынудило Меркель признать силу России
21:50
Спасибо Трампу: как Путин покорил Египет
21:49
Украину лишили перспектив
21:46
Третья интифада: ХАМАС объявило войну Израилю
21:44
Украина нашла русскому языку унизительное место
21:43
Эксперт объяснил продление санкций ЕС: «Отношение к России только ухудшилось»
21:41
Мания украинского «патриотизма» Ирины Фарион
21:39
Украина потеряла свой последний российский бонус
21:38
СМИ: Россия победила в Сирии без блеска
21:36
Ось Москва-Анкара?
21:35
Корнилов о 17 сценариях развития Украины: Бардак продлится долго
21:33
«Слишком много жрете»: Ульяна Супрун снова урезала пайку гиднюкам
21:32
Незримая война
21:31
«Злокохучий мэн»: Антин Мухарский положил свой «болт» на снег – лишь бы не платить алименты
21:29
Аваков открещивается от госпереворота: Я гнался за Януковичем в Крым, просто чтобы поговорить
21:24
Сказочная история про Абу Насри – «гражданина Троещины»
21:23
Великий и могучий слобожанский язык: в Украине может появится второй государственный
20:18
Спецслужбам России удалось поймать очередного иностранного шпиона
20:17
Взрыв в Нью-Йорке – только первый ответ Трампу
20:16
Помощник Путина заявил о «ни фига не зарабатывающих людях» в «Роскосмосе»
Все новости

Архив публикаций

«    Декабрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031


» » 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. Мл. 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