Главная \ Статьи и новости \ Большой скачок в изучении термоядерного синтеза

Большой скачок в изучении термоядерного синтеза

« Назад

18.02.2014 21:58

Исследователи в США преодолели ключевую проблему для изготовления термоядерных реакторов. В результатах их работ, опубликованных в журнале Nature , ученые показали, что в настоящее время они могут производить больше энергии, чем затрачивать для воспламенения топлива, по крайней мере на экспериментальном уровне. До использования термоядерного синтеза в качестве источника энергии остается еще далеко, но последняя разработка является важным шагом на пути к этой цели.Термоядерный синтез,энергоэффективные технологии

Если освоить этот процесс, он может предоставить неограниченный источник чистой энергии, потому что он не требует много сырья и не производит выбросов углекислого газа.

В процессе слияния, мелкие атомы соединяются в более крупные, выпуская огромное количество энергии. Для достижения этой цели на Земле, ученые должны создать условия, аналогичные тем что в центре Солнца, как то создание очень высоких давлений и температур.

Есть два пути достижения этой цели: один использует лазеры и называется инерционным удержанием (МКФ), другой использует магниты и называется магнитный термоядерный синтез (MCF). Омар Ураган и его коллеги из Ливерморской национальной лаборатории выбрали МКФ, где с помощью 192 высокоэнергетических лазеров на установке National Ignition в США, которая была разработана специально для проведения термоядерных исследований, проводят описываемые эксперименты.

Типичная термоядерная реакция слияния занимает недели подготовки, и завершается в одно мгновение (150 пикосекунд, если быть точным, что меньше, миллиардной доли секунды). В этот момент, в центре реакции, давление составляет 150 000 000 000 от атмосферного давления. Плотность и температура созданной плазмы, почти в три раза больше, чем в центре Солнца.

Наиболее важной частью реакции, является форма капсулы с топливом. Капсула изготовлена из полимера и имеет размеры примерно 2 мм в диаметре (размером с булавочную головку). На внутренней поверхности, она состоит из дейтерия, трития и изотопов водорода, которые заморожены до твердого состояния.

Эта капсула находится внутри золотого цилиндра, и когда 192 лазера выстреливают, они попадают в капсулу и косвенно приводят к реакции синтеза. Когда лазеры выстреливают, капсула сжимается в 35 раз. То есть, как сжатие баскетбольного мяча до размеров горошины.

Сжатие вызывает огромное давление и температуру, что приводит к реакции синтеза. Проблемы энергоэффективности процесса термоядерного синтеза были преодолены в сентябре прошлого года, когда, впервые, было произведено больше энергии, чем затрачено.

Лазерная технология МКФ дает положительные результаты, очевиден, вопрос, как она соотносится с MCF - технологией? По словам Стивена Коули, директора Culham Центра Fusion Energy, нет точного способа сравнения двух технологий. Но если все же сравнивать, MCF-прежнему опережает МКФ. Совместный европейский эксперимент достиг почти безубыточности, когда производятся 16MW (мегаватт) энергии при потреблении 24MW.

По материалам журнала Nature.



Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить