Термоядерный синтез: когда энергия звезд станет нашей?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

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

Обзор вертикального пылесоса Redkey F10 Pro Ultra со станцией самообслуживания

В этом обзоре мы познакомимся с флагманским вертикальным пылесосом Redkey F10 Pro Ultra, который идёт в комплекте со станцией самообслуживания. Ключевая особенность модели — высокая...

Осина дрожит даже тогда, когда другие деревья стоят спокойно: секрет спрятан в форме одного маленького черешка

В тихий день осину иногда можно узнать ещё до того, как разглядишь кору или листья. Берёзы и клёны вокруг почти неподвижны, а её крона постоянно мерцает: листовые пластинки поворачиваются,...

Собака и пампасная лисица дали потомство: как учёные раскрыли происхождение гибрида

В 2021 году в бразильском городе Вакария автомобиль сбил самку псового с необычной внешностью. Её доставили в центр помощи диким животным при ветеринарном госпитале Федерального университета...

Чапчхэ: как корейское блюдо из овощей со временем превратилось в знаменитую лапшу из сладкого картофеля

Сегодня чапчхэ трудно представить без длинных блестящих нитей данмён. Они тянутся между палочками, пружинят на зубах, собирают на себе соевый соус и кунжутное масло, а между ними мелькают полоски...

Почему сдулся самый амбициозный архитектурный проект современности The Line

Не всем мечтам суждено сбыться. Скорее всего в ближайшие десятилетия мы не увидим реализованную революцию в урбанистике — самый грандиозный проект современности горизонтальный небоскреб...

Советская радиола Урал-114 – последний ламповый аппарат в СССР

В маленьком антикварном магазине на окраине Рязани заработал старый деревянный ящик с надписью «Урал-114» — и разговаривавшие продавцы замолчали на полуслове. Из потрескавшегося динамика...