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

Обзор Kingbolen Ediag Link 2026: ошибки, датчики, активные тесты и сервисные функции

Обычный ELM327 поможет прочитать ошибки двигателя, но для диагностики ABS, подушек безопасности, кузовной электроники или выполнения сервисных операций его возможностей часто недостаточно....

Игра «найди лишнее» помогла ученым увидеть мир глазами обезьян — и он оказался совсем не похож на наш

Большая часть того, что наука знает об устройстве человеческого зрения, открыта в опытах на макаках.Глаза и зрительные центры мозга у этих обезьян устроены почти так же, как у нас. У человека...

Нужно ли вытаскивать чёрную жилку из каждой креветки — или это лишняя работа

Перед приготовлением креветок многие стараются удалить тёмную полоску вдоль спинки. Одни считают её грязью, другие опасаются, что из-за неё можно отравиться, а третьи вообще не обращают на неё...

«Электроники‑311‑стерео»: советский «чемоданчик» с колонками по сходной цене

Самое любопытное в истории этого кассетника — его японские корни: двигатель и головки от компании Sony. А точнее — плеера TCS-310. И это, по моему мнению, ключевой момент. Как...

✦ ИИ  Медь сдалась: как кремниевая фотоника и Co-Packaged Optics спасут ИИ-кластеры от энергетического коллапса

Когда мы обсуждаем новые поколения ИИ-ускорителей (уровня NVIDIA Rubin или их аналогов от AMD/Intel), фокус внимания традиционно смещен на техпроцессы, HBM-память и гигантское TDP. Однако за...

Кремний-углеродные аккумуляторы в смартфонах: минусы, ресурс и что проверять при покупке

Кремний-углеродные аккумуляторы за три года прошли путь от одного флагмана Honor до смартфонов среднего класса на 8000 и 10 000 мАч. Сегодня разберу, что меняется внутри такой батареи, чем она...