Лента новостей

07:35
Война и синергия: два рецепта от Юлии Тимошенко
07:33
Захочет ли Россия покупать авианосцы у Поднебесной?
07:31
Как С-400 "сбил" турецкий F-35
07:29
Альтернативная Украина
07:27
The Washington Post: Путинская Россия в упадке?
07:25
Страна дружин: украинские вожди против незалежных баронов
07:23
А разве есть различия?
07:21
Когда предатель никому не нужен
07:13
Чего ждать оккупированному Донбассу от генерала СБУ из Ростова-на-Дону
06:55
Голая правда пенсионного возраста
21:11
«Тамбов как Небраска»: приехавшие на ЧМ американцы поделились впечатлениями о России
20:05
В МИД РФ рассказали, кто стоит за сообщениями о российском вмешательстве в дела Италии
19:54
22 июня. Стратегия Сталина: мифы и реальность
19:51
Речь В.М. Молотова 22 июня 1941 года
19:49
Путин возложил венок к Могиле неизвестного солдата
19:47
Сергей Будков. Разбор разведданных, 22.06.2018
19:46
Россия и Китай рассматривают перспективу Полярного Шелкового пути
19:44
Победим, и - вернусь!
19:40
Вернувшиеся посмертно. Мы помним! Мы гордимся!
19:34
Чего ждать оккупированному Донбассу от генерала СБУ из Ростова-на-Дону
19:33
Голая правда пенсионного возраста
19:32
Отставка секретаря Совбеза нации
19:29
«Демилитаризация» НАТО подрывает безопасность в Европе
19:16
Ополченцы Донбасса в Казахстане: за что их привлекают
19:14
Каково в России на самом деле
19:10
Обстановка накаляется: Армия Сирии блокирует базу США
19:07
На Украине и правда есть аналог «Арматы», но это ничего не меняет
19:06
Новое наступление сил Асада станет головной болью для России
19:04
Прощай, Меркель: в Германии начали готовиться к досрочным выборам
18:34
ЧМ-2018: иностранные болельщики заполонили Instagram фотографиями из России
12:38
Минобороны опубликовало рассекреченные документы начала Великой Отечественной войны
12:37
Маленький эпизод большой войны
12:28
И смех, и слезы и АТО: Украина призовет в армию старушек и калек
12:26
Столтенберг: встреча Путина и Трампа не будет противоречить политике НАТО
12:25
Су-57 - как фактор глобальной геополитики
12:24
Le Figaro: «символ оранжевой революции» Тимошенко нацелилась на президентское кресло
12:22
Nacja: сегодня нас «оккупируют» не русские, а разжигающие ненависть СМИ
12:21
От любви до ненависти? В Европе начали арестовывать «АТОшников»
12:14
Русской стае нужен альфа-самец! Иностранные СМИ о России и ЧМ-2018
12:13
Украина подрежет крылья российскому «Руслану» еще на взлете
12:12
Отдых в дореволюционном Крыму
12:06
Какое будущее ждет МКС? Россия пересматривает свою деятельность на станции
12:03
Корреспондент WP удивился отсутствию пустых полок в московских магазинах
12:01
Компания Microsoft прекратила поддержку операционной системы Windows 7
11:58
Время поржать: на Украине показали аналог российского Т-14
Все новости

Архив публикаций

«    Июнь 2018    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930 


» » 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. {text_stat}
    svintus

    чет не верится уже американским "ученым"

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

Новости партнеров

Наверх