Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

Ученые нашли способ повысить эффективность термоядерного синтеза

© Depositphotos / dani3315Движение частиц в токамаке
Движение частиц в токамаке
Читать ria.ru в
МОСКВА, 24 дек — РИА Новости. Ученые создали новую технологию более эффективного удержания плазмы в токамаках — установках термоядерного синтеза, который в будущем может стать неисчерпаемым источником энергии для человечества. Результаты опубликованы в журнале Nuclear Fusion.
Термоядерный синтез — это процесс, при котором ядра легких атомов сливаются друг с другом, образуя более тяжелые атомы. Это слияние сопровождается выделением огромного количества энергии. Подобный процесс протекает в звездах. Если бы удалось создать установку по стабильному управляемому термоядерному синтезу на Земле, была бы решена проблема обеспечения человечества чистой энергией.
Эксперименты по термоядерному синтезу проводятся с 1950-х годов на установках типа токамак — тороидальная камера для магнитного удержания плазмы. Для инициации синтеза элементов необходимы температуры, при которых вещество находится в состоянии плазмы — до 50 миллионов градусов и выше. Стенки камеры, из какого бы материала они ни были сделаны, такую температуру не выдержат, поэтому плазма внутри токамака удерживается мощным магнитным полем.
Главной проблемой этих установок является сохранение внутри них чистой плазмы, без примесей, которые могут снизить эффективность реакций. Несмотря на то, что плазма не касается стенок камеры, они все равно разогреваются, и в плазму могут попадать частицы вольфрама — металла, из которого изготовлена камера.
Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER)
Энергия будущего: в России создали диагностическое оборудование для ITER
Чтобы предотвратить это, ученые покрывают стенки слоем бора — элемента, который связывает вольфрам. Сегодня это делается с помощью газа диборана. Однако этот газ очень ядовитый и взрывоопасный. Поэтому при осуществлении процедуры "боронизации" стенок токамак останавливают, а всех людей из здания, где он расположен, эвакуируют.
Физики из Германии и США придумали более эффективный и безопасный способ покрытия стенок камеры бором, который к тому же не требует остановки токамака. Вместо газа они предложили впрыскивать в камеру твердые наночастицы бора и нитрида бора.
"Основная цель эксперимента состояла в том, чтобы посмотреть, сможем ли мы нанести слой бора с помощью порошкового инжектора, — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования Роберта Лансфорда (Robert Lunsford) из Принстонской лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США. — Похоже, эксперимент прошел успешно. Новая технология более эффективна и менее опасна, так как порошок бора инертен".
Еще одно преимущество заключается в том, что физики могут добавлять порошок бора во время работы установки. Эта особенность очень важна, потому что в качестве источника энергии термоядерная установка должна работать непрерывно в течение длительного времени.
"Это один из способов получить стационарную термоядерную установку, — говорит Лансфорд. — Вы можете добавлять бор, не выключая машину полностью".
У новой технологии есть и другие преимущества. Например, оказалось, что впрыскивание наночастиц бора дает тот же эффект, что и подача газообразного азота — увеличивает стабильность краевой части плазмы в магнитных полях, а также позволяет ученым создавать плазму низкой плотности. Это важно потому, что низкоплотностная плазма более стабильна к магнитным импульсам, что также увеличивает эффективность синтеза.
Петербургский институт ядерной физики
Ученые Росатома предложили построить прототип нового "супер-реактора"
 
 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала
Зеленский заявил, что ждет информирования общества о стрельбе в ДнепреМэр Мариуполя обвинил Запад в нагнетании ситуации на УкраинеМедведев объяснил, почему США продолжат мешать "Северному потоку — 2"Отключать Россию от SWIFT никому не выгодно, заявил МедведевМедведев прокомментировал высказывания Обамы о российской экономикеНазваны самые опасные симптомы "омикрона" у детейНародная милиция ЛНР заявила о росте напряженности в ДонбассеМедведев уверен, что "Северный поток — 2" введут в эксплуатациюВ МВД Украины рассказали о состоянии раненных в Днепре нацгвардейцевВ НАТО ждут ответа от России после передачи предложений по безопасностиБлогера-миллионника Хизу и его PR-директора объявили в розыскРубль усилил рост к доллару и евроВ Якутии почти в пять раз превышен эпидемиологический порог по ОРВИВ посольстве в Каире прокомментировали задержание фотографа КотоваВрач рассказал о предпосылках к появлению нового штамма коронавирусаКазахстанский политолог заявил об окончании двоевластия в стране"Ростех" разработал первый российский OLED-микродисплейВ Белоруссии признали издательство "Сородичи" экстремистским формированиемСуд продлил домашний арест вдове рэпера КартрайтаВ Минске призвали хранить память о трагических событиях войны