Термоядерный синтез: когда энергия звезд станет нашей?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Термоядерный синтез — мечта человечества об источнике чистой и практически неисчерпаемой энергии. Воплощение процессов, протекающих в сердце Солнца, на Земле сулит не только решение энергетических проблем, но и открывает путь к новым технологическим горизонтам. Однако на этом пути встает серьезное препятствие — необходимость создания материалов, способных выдерживать экстремальные условия термоядерного реактора.

В чем сложность?

В отличие от атомных электростанций, где энергия высвобождается при распаде тяжелых ядер, термоядерный синтез основан на слиянии легких ядер, например, дейтерия и трития — изотопов водорода. Этот процесс сопровождается колоссальным выделением энергии и потоком высокоэнергетических нейтронов. Температура внутри реактора достигает сотен миллионов градусов Цельсия, что ставит под сомнение возможность существования каких-либо известных материалов в таких условиях.

Термоядерный реактор, иллюстрация
Термоядерный реактор, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
На передовой материаловедения

Ученые по всему миру ведут активные исследования в области материаловедения, стремясь найти или создать материалы, способные выдержать экстремальные нагрузки термоядерного реактора. Особое внимание уделяется стенкам реактора, которые должны не только противостоять высокой температуре и радиационному воздействию, но и эффективно удерживать плазму — ионизированный газ, в котором происходит реакция синтеза.

Компонент плазмы после экспериментальной кампании
Компонент плазмы после экспериментальной кампании
Автор: By Christophe Roux / CEA IRFM — Own work, CC BY 4.0 Источник: commons.wikimedia.org
Многомасштабное моделирование — ключ к разгадке

Одним из наиболее перспективных методов поиска новых материалов является многомасштабное компьютерное моделирование. Этот подход позволяет изучать поведение материалов на разных уровнях — от атомного до макроскопического.

На атомном уровне моделируются процессы взаимодействия частиц плазмы с атомами материала, что позволяет оценить степень его эрозии и изменение свойств под воздействием радиации. Эти данные затем используются для построения моделей поведения материала в более крупных масштабах, что в свою очередь дает возможность прогнозировать его долговечность и эффективность в условиях реального реактора.

Искусственный интеллект в помощь

Ввиду огромного количества возможных комбинаций элементов и структур материалов, поиск оптимального решения становится сложной задачей. Здесь на помощь приходит искусственный интеллект. Алгоритмы машинного обучения, обученные на данных экспериментов и компьютерного моделирования, способны анализировать огромные массивы информации и предлагать наиболее перспективные варианты для дальнейших исследований.

Oak Ridge National Laboratory
Взгляд в будущее

Разработка материалов для термоядерного синтеза — это сложная и многогранная задача, требующая совместных усилий ученых из разных областей науки. Однако, учитывая потенциал термоядерной энергии, эти усилия оправданы. Создание новых материалов, способных выдерживать экстремальные условия, станет ключевым шагом на пути к реализации мечты о чистой и безопасной энергии для будущих поколений.

Термоядерный синтез — это не просто очередной шаг в развитии энергетики, это качественный скачок, который может изменить мир. И материаловедение играет в этом процессе ключевую роль, определяя границы возможного.

21 комментарий

Добавить комментарий

Fracta1L
> когда энергия звезд станет нашей?
Через 20 лет)
H
Разве не через 50 обычно говорят?
a
Обычно 30-50 лет. 30 лет, что получат, 50 — что заработают электростанции.
H
Ну ладно, лет 30 я думаю осилю подождать, чтоб узнать через сколько там будут термояд обещать )
a
Так это обещали, когда была конкуренция между СССР и США, выделялись большие деньги. Как СССР не стало, в штатах тоже свернули все масштабные научные программы. Теперь либо жулики с «холодным термоядом» либо ИТЭР, который будут строить еще лет тридцать и еще столько же исправлять косяки вроде недавно найденных. Или Китай все-таки наплюет на остальных и сделает термояд для себя.
117882411677623248578@google
Точно даже не через 200, может быть через 1000
Y
Энергия термоядерного синтеза — есть ничто, в сравнении с энергией инфлятонного поля.
Которое, согласно инфляционной теории, ответственно за быстрое расширение Вселенной в период 10−35÷10−34 секунд после Большого взрыва.
Поэтому надо бросить пустые забавы с термоядером, и все силы на инфлатон.
Согласно Теории вечной инфляции — из-за инфлятонного поля постоянно появляются и раздуваются новые вселенные.
Вот и нечего им впустую раздуваться — пускай дают свою неимоверную энергию нам, разумным белковым существам
844778782@vkontakte
У орангутанга выше Ай-кью, чем у человека
Fracta1L
А ты не лопнешь от такой энергии?
H
-449.5 по Цельсию, это ниже абсолютного нуля, вы уверены в своём высказывании?)
H
Солнце греет землю инфракрасным излучением, температура поверхности и температура короны к этому имеет весьма косвенное значение. А что там за абсолютным нулем? Температура ведь мера подвижности атомов, если они уже остановились — их нельзя остановить сильнее.
a
Не надо задавать такие вопросы Тихомирову. Он не признает «англосаксонскую науку» и тупо пишет всякую хрень в журналы, почему-то «пизиционирующие» себя как научные. Хотя наукой там не пахнет — притон для психов. Одно только утверждение, что Пономаренко — амбассадор цивилизации с созвездия Плеяды, вызывает желание вызвать санитаров.
H
Да мне интересно иногда послушать чего альтернативщики нового придумали. Советскую науку тоже не признаёт? У них вроде бы как не было в рамках термояда противоречий.
a
Нет, у него российская наука, советская же следовала за буржуйской, все эти атомные бомбы, теории относительности, слабые взаимодействия…
H
Так и российское научное сообщество в рамках термояда согласно с выводами зарубежных коллег.
a
Ну да. С учетом того, что основы токамаков как раз и были российскими.
s
Эээ, а что термоядерный реактор с положительным КПД уже сделали? Только над долговечностью осталось поработать?
Пацаны то и не знали…
K
Когда Солнышко начнëт превращаться в красный гигант, вот тогда и вся его энергия будет наша. 😊
s
Не вся. Но потомкам хватит…

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Крупнейшая в истории симуляция воссоздала раннюю Вселенную, но не смогла объяснить аномалии «Джеймса Уэбба»

Примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва Вселенная остыла настолько, что атомные ядра смогли притянуть и удержать вокруг себя свободные электроны. До этого момента космос был заполнен...

Обзор наушников ZiiGaat x Z Thunder: шикарный бас и бешеный драйв

Все уже, наверное, привыкли, что ZiiGaat делают чуть ли не лучшие наушники в своем ценовом сегменте. Однако недорогих динамических решений я среди них пока ещё не встречал. Так вот, Thunder...

Honor Win2: два вентилятора, экран 2K 185 Гц и батарея 10 100 мАч. Что интересного и стоит ли брать?

Honor 21 октября представила в Китае игровой смартфон Honor Win2, преемника прошлогоднего Win. В нём два вентилятора, экран 2K с частотой 185 Гц, Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 и аккумулятор...

✦ ИИ  Иван Грозный хотел породниться с Елизаветой I. Почему английская королева не спешила соглашаться

Иван Грозный рассматривал возможность брака с Елизаветой I, но английская королева не спешила соглашаться. За дипломатическими намёками стояли торговля и политические интересы.

Статуя Свободы в 214 ящиках: как её разобрали во Франции и собрали в Нью-Йорке

Летом 1884 года над парижскими крышами возвышалась фигура, которую сегодня невозможно представить где-либо кроме Нью-Йоркской гавани. Статуя Свободы уже стояла собранной во Франции: с короной,...

FiiO K13 — обзор мощного и функционального настольного ЦАПа/усилителя для наушников с выходами для акустики

Примерно год назад у компании FiiO вышел настольный ЦАП/усилитель для наушников с выходами и для акустики K13 R2R. Недавно они обновили линейку, выпустив новую модель почти такого же...