Выгодная реакция
Экспериментальная установка «Z-Машина». Фото: Randy Montoya / Sandia National Laboratories / AP

Экспериментальная установка «Z-Машина». Фото: Randy Montoya / Sandia National Laboratories / AP

Американские ученые смогли получить вторичную термоядерную реакцию трития и дейтерия на установке «Z-машина»

Исследователям из Сандинийских национальных лабораторий удалось достичь существенных успехов на пути к энергоэффективному термоядерному синтезу. При использовании экспериментальной установки «Z-Машина», генерирующей чрезвычайно мощные электрические импульсы, ученые начали регистрировать существенное число нейтронов — элементарных частиц, сопутствующих этому процессу. На этой установке практикуется новый подход к термоядерному синтезу, полученные результаты демонстрируют его эффективность.

Во время термояда энергия производится не за счет распада ядра атома, а в результате сближения двух ядер, после чего образуются ядра более тяжелых элементов, одновременно высвобождается энергия сильного взаимодействия. Для такой реакции необходимо достаточно недорогое и распространенное топливо — водород, и к тому же в результате нее образуются вещества, не загрязняющие окружающую среду.

Основная проблема коммерческого внедрения термоядерного синтеза — в нерентабельности существующих установок. Пока на запуск реакции уходит большее количество энергии, чем ее удается получить.

Сложность в том, что ядра атомов имеют положительный заряд и отталкиваются друг от друга. Для столкновения их необходимо разгонять до скорости около 1000 км/с. Чтобы достичь реакции, вещество нагревают до более чем 50 млн градусов по Цельсию — при такой температуре газ превращается в плазму, то есть пребывает в состоянии, когда ядра атомов и электроны отделены друг от друга. Плазма не должна касаться стенок контейнера, иначе она расплавит их.

Существует две технологии достижения термоядерного синтеза: инерциальное и магнитное удержание плазмы, используемое в установках Токамак. В первом случае топливо нагревается лазером быстро и равномерно, в результате чего плазма сдерживается силами инерции, а во втором для этих целей применяется магнитное поле.

Во время реакций в «Z-машине» используются обе этих технологии.

Установка посылает разряд с силой тока 19 млн ампер через топливо, помещенное в маленький контейнер 5 мм в диаметре и 7,5 мм в высоту. Полученное электромагнитное поле сжимает его со скоростью 70 км/с. Тогда же топливо нагревается маломощным лазерным импульсом, после чего к нему применяют устойчивое магнитное поле. Реакции, происходящие в плазме, поднимают индукцию электромагнитного поля с 10 Тл до 10 000 Тл, в результате чего она удерживается на месте.

Как пишут исследователи, на прошлой неделе им удалось нагреть плазму до 35 млн градусов по Цельсию и обнаружить около 2 трлн нейтронов во время каждой дейтериево-дейтериевой реакции, производной которой являются гелий-3 (тритий) и нейтрон. Таким образом, коллективу ученых удалось увеличить в количество реакций в 100 раз. Для того чтобы устранить потери энергии, их количество должно возрасти еще в 10 тысяч раз.

В ходе эксперимента был отмечен и другой заслуживающий внимания результат: во время вторичной реакции дейтерия и трития также были зарегистрированы нейтроны (около 10 млрд во время каждой из них). Обычно продукты взаимодействия дейтерия с дейтерием развивают слишком большую скорость для повторной реакции, но во время эксперимента электромагнитное поле оказалось достаточно мощным для их замедления, и взаимодействие стало возможным.

Согласно компьютерным моделям, силы тока «Z-машины» (27 млн ампер) должно хватить для того, чтобы вывести технологию на рентабельный уровень. К тому же планируется увеличить силу тока, производимого установкой, до 60 млн ампер.

Азербайджан пересчитал политзеков Далее в рубрике Азербайджан пересчитал политзековБолее трех тысяч человек вышли на митинг в Баку в поддержку арестованных и осужденных общественных деятелей: число политзаключенных в республике перевалило за сотню Читайте в рубрике «Наука и технологии» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»Сооснователь IT-гиганта представил в Технопарке МФТИ настоящий гоночный болид «Формулы-1» Станислав Протасов: «Технологии Acronis спасают миллионы»

Комментарии

13 октября 2014, 20:04
Так гелий-3 или тритий? В первом два протона, один нейтрон, а во втором наоборот.
16 октября 2014, 15:00
Что бы там ни было- выглядит футуристично.
13 октября 2014, 22:33
Что мне показалось перегнул автор про температуру в 50 млн градусов... Такой температуры по моему нет даже внутри солнца
14 октября 2014, 00:10
А по моему минусовые температуры ограничены абсолютным нулем, однако плюсовые бесконечны, ну конечно везде есть предел, однако когда мы говорим о термоядерной реакции то 50 миллионов градусов не кажется такими уж фантастическими.
14 октября 2014, 12:31
Тесла - как применить электричество ума не приложу.Но несомнено придет время и применение найдется
14 октября 2014, 18:15
Тесла, для своего времени конечно был гениален, но знание и понимание нашей природы с точки зрения науки ушли далеко вперед за пределы его понимания.
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
80 000 подписчиков уже с нами!
Читайте «Русскую планету» в социальных сетях и участвуйте в дискуссиях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»