К термоядерной энергии — новым путём: новый метод удержания плазмы, который может сделать термоядерную энергию реальностью
Термоядерный синтез — мечта человечества об источнике чистой и практически безграничной энергии. Однако на пути к ее осуществлению стоит сложнейшая задача — удержание раскаленной плазмы, температуры которой превосходят температуру ядра Солнца. Для этого используются магнитные поля, создающие своего рода «магнитную бутылку». Долгое время ученые концентрировались на создании так называемых омнигенных магнитных полей, обладающих специфическими свойствами, обеспечивающими эффективное удержание плазмы. Но что, если существуют и другие, менее изученные пути?
Группа исследователей из Национальной лаборатории термоядерного синтеза CIEMAT в Мадриде предложила революционный подход, который может перевернуть наше представление о магнитном удержании плазмы. Вместо стремления к полной омнигенности, они предлагают принцип «кусочной» омнигенности. Что это означает?
Представьте себе поверхность обычного бублика (тора). В традиционных стеллараторах — устройствах для магнитного удержания плазмы — магнитное поле формирует вложенные друг в друга тороидальные поверхности, удерживающие плазму. Омнигенность подразумевает оптимизацию всего поля в целом для равномерного удержания частиц на этих поверхностях. Испанские ученые предлагают иной подход: разбить каждую такую поверхность на отдельные участки и оптимизировать каждый из них независимо.
Такая «мозаичная» оптимизация, по мнению авторов исследования, может не только достичь эффективности, сравнимой с омнигенными полями, но и существенно упростить конструкцию реактора. Создание идеально омнигенного поля требует сложных и дорогостоящих катушек, что значительно усложняет и удорожает строительство термоядерных установок. История проекта National Compact Stellarator Experiment, преждевременно закрытого из-за технических сложностей, служит ярким примером этих трудностей.
Кусочная омнигенность открывает гораздо более широкое пространство для маневрирования при проектировании магнитных систем. Появляется возможность выбирать из множества вариантов конфигураций, оптимальных с точки зрения как эффективности удержания плазмы, так и технологической реализуемости.
Конечно, новая концепция требует тщательной проверки. Предстоит исследовать множество физических аспектов кусочно-омнигенных полей: оценить потери энергии на турбулентные процессы, определить оптимальную форму катушек и множество других параметров. Для этого потребуются совместные усилия специалистов в различных областях: от теоретической физики до инженерного проектирования.
Работа исследователей из CIEMAT — это смелый шаг за пределы устоявшихся представлений. Возможно, именно этот новый подход, отказавшийся от догмы абсолютной омнигенности, приблизит нас к реализации мечты о термоядерной энергии. Время покажет, насколько оправданы эти надежды, но перспективы, безусловно, внушают оптимизм.
14 комментариев
Добавить комментарий
Невозможно. Вам никто не говорил, какая масса вещества находится в токамаке? Если вспомнить, что плазма моментально остывает, лизнув стенку камеры, то речь идёт о граммах. С такой массой «барабум» отменяется.
1. Никакой реакции горения на Солнце не происходит. Реакция горения — реакция окисления. Тление в органической химии — то же самое горение, но с гораздо меньшей интенсивность. На Солнце — синтез (слияние) из лёгких ядер водорода относительно тяжёлого ядра гелия под действием гравитации.
2. В термоядерном реакторе гравитацию создать невозможно, поэтому «обжимают» плазму магнитным полем снаружи и огромными температурами изнутри. Следует понимать, что это бумажные температуры, соответствующие статистистически улетучиванию электронов и какому-то распределению скоростей ядер атомов, достаточному для преодоления кулоновского отталкивания. Это необходимое условие, термоядерного синтеза, но не достаточное.
3. Плазма имеет форму тороидального шнура (бублика) в случае токамака или стелларатора, либо шара в случае инерционного сжатия пучками лазеров. Для тороидального поля актуальной проблемой является удержание плазмы, т.к. шнур колеблется и «срывается» на стенки тороидальной камеры. Для сферического поля — подбор массы смеси дейтерий+тритий и мощности лазеров, чтобы мощность высвобождаемой энергии превысила мощность «поджига».
4. Недостаточно проработаны методы сбора и использования энергии синтеза, т.к. часть её выделяется излучением, часть — высокоэнергетическими нейтронами.
[[Это соответствует составу Солнца, в котором доля по числу ядер:
водорода 1H = 91%,
гелия 4Нe = 8%
углерода 12С, азота 14N, кислорода 16O ~ 1%,
дейтерия 2H и трития 3H < 10-4%,
т.е. на Солнце нет дейтерия и трития и не может идти синтез изотопов водорода.]]
Когда вы увидите «горение» звёзды — значит нам всем настал писец. Это и есть БАРАБУМ, когда звезда взрывается.
К сожалению это не мои фантазии
Я сказал «стёб», а не фантазии, CNO-цикл один из вариантов протекания термоядерного синтеза, причём не самый распространённый. И, кстати, вы знакомы с определением слова «катализатор»?
Кстати, данная научная работа имеет более значимый результат, чем Вы полагаете. Удачи Вам.
Добавить комментарий