Физики провели термоядерные реакции без нейтронного излучения
10:35 09/10/2013 Наука и техника
| „ | Mikado : Навальный украл все нейтроны. | “ |
Группа французских и американских исследователей смогла зажечь термоядерную реакцию без появления нейтронного излучения. Для этого ученые использовали импульсные лазеры и мишень из бора, в которую врезались выбитые лазерным лучом протоны. О деталях эксперимента и возможных преимуществах перед традиционно используемой в термоядерных исследованиях дейтерий-тритиевой плазмой сообщается в статье физиков в журналеNature Communications.
Специалисты из лаборатории практических исследований лазеров высокой интенсивности LULI (Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses) использовали мишень из бора с естественным соотношением изотопов: двадцать процентов бора-10 и 80 процентов бора-11. На эту мишень под углом в 45 градусов направляли импульс красного лазера продолжительностью около полутора наносекунд. Благодаря системе фокусировки луч сжимался до одной десятой миллиметра и превращал поверхность мишени в состоящую из ионов бора плазму.
Затем, через еще одну наносекунду, с другой стороны в сторону мишени выстреливали импульсом другого лазера, дававшего вспышку красного цвета продолжительностью всего одна пикосекунда (10-12 секунды). Этот второй импульс попадал в установленную перед мишенью полоску алюминиевой фольги, из которой выбивался пучок протонов: именно эти частицы врезались в облако борной плазмы и вступали в термоядерную реакцию.
Важной особенностью реакции протонов с бором-11 было то, что на выходе получались возбужденные ядра бериллия-8 и одна альфа-частица (ядро атома гелия): 11B + p = 8Be* + 4He. Затем бериллий-8 разваливался еще на две альфа-частицы, причем суммарная энергия трех получающихся ядер гелия была больше суммарной энергии исходного протона и ядра атома бора. Альфа-частицы такой энергии поглощаются алюминиевой фольгой (и ученые использовали фольгу для проверки детекторов: закрыв приборы, они перестали регистрировать частицы), в то время как наиболее активно исследуемые реакции дейтерия с тритием дают на выходе плохо поглощаемые нейтроны.
Теоретически, бор-протонная реакция могла бы иметь перед дейтерий-тритиевой целый ряд преимуществ. Прежде всего, альфа-излучение не надо специально экранировать: поскольку его задерживает фольга, металлический корпус вакуумной камеры установки даст защиту даже больше той, которая необходима. Кроме того, тритий радиоактивен, его надо специально синтезировать (стоимость достигает тысяч долларов за грамм), а бора на Земле довольно много.
Сами ученые утверждают, что в ближайшее время говорить о развитии бор-протонной термоядерной энергетики не приходится, несмотря на то, что им удалось на несколько порядков повысить интенсивность реакций по сравнению с предыдущими опытами других групп. По словам исследователей, первоочередное значение их работа имеет для моделирования процессов внутри звезд в земных лабораториях. Но в то же время независимый эксперт, мнение которого приводит Nature News, французский физик Жерар Мору, считает необходимым подождать появления более эффективных и компактных лазеров. По его словам, использованный учеными метод выгодно отличается своей простотой. Он требует точной синхронизации двух лазеров с разной продолжительностью импульса (отклонение от интервала в несколько десятых наносекунды резко снижает интенсивность реакции), но зато не требует сложнейших установок вроде той, которая была построена в Национальном центре лазерных термоядерных реакции (National Ignition Facility) в США.
Физики NIF намеревались при помощи сверхмощных импульсных лазеров запустить в дейтерий-тритиевой смеси термоядерную реакцию с выделением энергии в большем количестве, чем потребляется самими лазерами. Эта цель, несмотря на оптимистичные прогнозы, так и не была достигнута и сейчас работа NIF приостановлена.
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
Комментарии(45):
| 4 +4−0 | Mikado | 10:35:21 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Навальный украл все нейтроны. | ||||||||
| 4 +4−0 | Николай Воронов | 10:24:09 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
лишь бы пернуть? еще Навального приплетите | ||||||||
| 4 +6−2 | Евгений Кузьмин | 09:53:51 09/10/2013 |
хорошо и понятно написано. | ||
| 3 +3−0 | Николай Воронов | 10:17:53 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
термоядерная реакция - это реакция синтеза более тяжелых элементов из более легких термоядерной реакцией будет даже синтез урана из свинца просто до железа протекание таких реакций энергетически выгодно (выделяется энергия), потом нет | ||||||||
| 2 +2−0 | Алексей Тимошенко | 10:37:45 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Посмотрите вот эту статью: Ссылка на journals.ioffe.ru - она специальная, но в общем-то доступна для мотивированного человека, который пропустит все формулы. =) Если кратко, то там суть в том, что в месте попадания импульса возникают очень мощные электрические поля за счет разделения зарядов. А протоны из примесей, которых всегда хватает, там много-то не надо. Есть еще совсем популярное: Ссылка на elementy.ru Там сказано про то, что слой с водородом наносят специально, однако в той статье, по которой писалась новость, я этого не увидел. То ли действительно примесей достаточно, то ли авторы считали что это совершенно очевидная деталь - я решил не писать про водород отдельно. | ||||||||
| 1 +3−2 | Волк Fox | 10:36:14 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
? Первая богословская кафедра в госвузе образовалась в МИФИ вообще-то Ждем-с пока батюшка не просветит нас про б-гмерзкий термояд | ||||||||
| 1 +1−0 | Максим Волгин | 10:34:34 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Его умеют контролировать. Проблема сделать его энергетически выгодным. | ||||||||
| 1 +2−1 | Ещё один из *этих* | 10:21:04 09/10/2013 |
Комментарий удалён. | ||
E=mc^2 Есть т.н. дефект массы. Масса "компонентов" ядра в свободном состоянии отличается от массы ядра, т.к. есть энергия связи. Если конечный продукт весит меньше чем ингредиенты, то реакция идёт с выделением энергии. Неважно был ли это распад или синтез. | ||
| 1 +1−0 | Sergey Kolody | 10:12:04 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Только не понятно, почему назвали это термоядерной реакцией... Ведь вроде же Берилий и Гелий легче Бора, а термоядерная реакция вроде как из более легкого в тяжелый.. | ||||||||
| 1 +2−1 | Разведка Науру | 10:05:30 09/10/2013 |
Когда термояд научатся контролировать, решится много энергетических проблем будущего | ||
| 0 +0−0 | Danil | 14:07:15 13/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Термоядерная реакция - это реакция синтеза легких ядер с образованием более тяжелых, протекающая при высоких температурах. Отсюда и термо, а не от выделения тепла | ||||||||
| 0 +0−0 | Big Macintosh | 22:59:35 10/10/2013 | ||||||
| ||||||||
И как интересно по вашему работает классическая ядерная бомба? | ||||||||
| 0 +0−0 | никита шорваян | 16:47:48 09/10/2013 |
Может создадут термоядерные боеприпасы соответствующие зкологическому стандарту ЕВРО -6 ? | ||
| 0 +0−0 | Александр Сорокин | 14:44:48 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Не окупается... Вот золото в другие металлы (не благородные) превращают, в некоторых случаях очень даже выгодно... | ||||||||
| 0 +0−0 | Оло-Ло Пыщ-Пыщ | 14:16:54 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Внутри реактора почивает-с... | ||||||||
| 0 +0−0 | Владимир Савченко | 12:06:43 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
ну дык в закрытом объеме не все равно грязно или нет? если большая часть энергии будет выделяться при термоядерной реакции, то грязи всяко меньше чем в обычном реакторе, не? | ||||||||
| 0 +0−0 | Андрей Гаврилов | 11:43:00 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
желтизна, " the first time this had been achieved at any fusion facility in the world" - откровенные враки ужо много лет, BBC можно было бы и изучить вопросец-то. Про NIF - не оч. понятно пока что, как Q>1 вышло у них, весной только была публикация про мат. модель, говорящую, что на текущем (на тот момент) подходе NIF "не взлетит" принципиально. | ||||||||
| 0 +0−0 | Алексей Тимошенко | 11:40:22 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
насколько я понимаю, да | ||||||||
| 0 +0−0 | Алексей Тимошенко | 11:40:10 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
Насколько я понимаю, малые _термоядерные_ заряды не производятся. Для инициирования реакции применяется обычная ядерная бомба, а это: а) бабахает б) грязно | ||||||||
| 0 +0−0 | Дмитрий Бебихов | 11:16:55 09/10/2013 | ||||||
| ||||||||
По общепринятой терминологии ядерными называются реакции распада, а термоядерными - реакции синтеза. Поэтому взрыв водородной бомбы называют термоядерным, а взрыв плутониевой - не называют. | ||||||||