В Массачусетском технологическом институте (МТИ), на токамаке Alcator C-Mod удалось добиться самого высокого давления плазмы за всю историю наблюдений. О результатах работы исследователи сообщили на саммите Международного агентства по атомной энергии в Японии. «Лента.ру» рассказывает об этом достижении и выясняет его роль в современной физике.
Токамак, то есть тороидальная камера с магнитными катушками (термин предложен русским физиком Игорем Головиным), предназначен для достижения условий, необходимых для термоядерного управляемого синтеза. Традиционная атомная энергетика основана на делении, расщеплении ядра атома. Термоядерная — на синтезе тяжелых атомных ядер из легких. Фактически внутри токамака создается маленькая звезда. Однако уже более полувека физикам не удается провести термоядерный синтез, пригодный для получения энергии.
В токамаке атомы дейтерия и трития удерживаются тороидальным магнитным полем, создаваемым электрическим полем. Возникает также электрический ток, которые проходит через смесь атомов. Для дополнительного нагрева используется микроволновое излучение. Атомы нагреваются примерно до ста миллионов градусов, превращаясь в плазму («горячий суп» из протонов и электронов). Когда частицы сталкиваются, сливаясь в тяжелые атомы, выделяется энергия.
Чтобы извлечь ее, плазма должна находиться в устойчивом состоянии. Проблема в том, что на создание и поддержание нужных для термоядерной реакции условий в реакторе, энергии тратится больше, чем выделяется. Ученые комбинируют разные сочетания температуры, давления и времени удержания плазмы. Если произведение этих трех параметров будет выше определенного порога, то реакция получится именно такой, какая требуется.
Давление внутри токамака определяют температура и плотность. Удвоение давления приводит к четырехкратному повышению выделяемой энергии.
Ученые использовали чрезвычайно мощные магнитные поля, чтобы уплотнить «суп» из атомов, и добились увеличения давления плазмы на 16 процентов, до двух атмосфер. Предыдущий рекорд в 1,77 атмосферы был установлен в 2005 году на том же токамаке.
Рекордный показатель продержался две секунды при температуре 35 миллионов градусов Цельсия (в два раза горячее ядра Солнца). В токамаке происходили 300 триллионов реакций синтеза в секунду, а индукция магнитного поля достигла 5,7 тесла (для сравнения: сувенирный магнитик создает поле в пять миллитесла). Хотя этого недостаточно для устойчивости плазмы, данный рекорд, по мнению специалистов, — важный шаг на пути к энергетически выгодным реакторам.
По словам Дейла Мида (Dale Meade), бывшего заместителя директора лаборатории физики плазмы Принстонского университета, это достижение подтверждает ведущую роль мощного магнитного поля в создании условий для термоядерного синтеза. Однако вскоре после мирового рекорда Министерство энергетики США прекратило финансировать Alcator C-Mod. Вместо этого американцы присоединятся к проекту ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор), куда также внесут свой вклад ЕС, Китай, Индия, Южная Корея, Россия и Япония.
Россия поставляет сверхпроводящие магниты, устройства нагрева плазмы, а также бланкеты — устройства, которые улавливают высокоэнергичные нейтроны, образующиеся при термоядерной реакции. В результате можно получать тритий — сырье для термоядерной реакции — в количестве, большем, чем было израсходовано в реакции слияния.
ITER — это гигантский токамак высотой с семиэтажный дом, который строится на юге Франции, в 60 километрах от Марселя. Его магниты весят примерно столько же, сколько Boeing 747, а объем превышает Alcator C-Mod в 800 раз. Расчетная мощность — 500 мегаватт, как у современных крупных ядерных реакторов. Первые эксперименты намечены на 2025 год. Общая стоимость проекта достигает 19 миллиардов евро.
В то же время ученые из МТИ доказали, что даже в сравнительно небольших реакторах (объем Alcator C-Mod — один кубометр) можно получить подходящие условия. Это выходит за рамки общепринятой точки зрения. Открытие дает шанс частным компаниям, располагающим собственными реакторами. Например, Tokamak Energy, основанная специалистами из Национальной лаборатории синтеза в Великобритании, собирается получить результат к 2025 году. Команда Skunk Works, принадлежащая Lockheed Martin, еще в 2014 году заявила о создании небольшой установки, однако была раскритикована сторонними специалистами.
Группа Tri Alpha Energy применяет технологию ускорителей частиц и поддерживается Полом Алленом, сооснователем Microsoft. В General Fusion, которая спонсируется главой Amazon Джеффом Безосом, создают удерживающий плазму вихрь из расплавленного свинца и лития. С ними конкурируют Helion Energy, First Light Fusion и Dynomak из Вашингтонского университета.
Александр Еникеев
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
6 +0−0 | Давигусей Жрипальму | 02:54:18 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
угу... и при цене на нефть ниже 80 долларов за баррель Земля налетит на небесную ось... помним, помним :)) |
6 +0−0 | №-1889285 | 01:31:39 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
американцы имея пару калькуляторов отправили человека на Луну, а ты имея компьютер пишешь такую дичь, тебе не стыдно? |
5 +0−0 | Великий Кукурузо | 12:07:50 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
в РФ цены выростут а в остальном мире упадут... |
5 +0−0 | Alex Doe | 11:38:15 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Конечная цель токамков - сделать экономически выгодный термояд. |
5 +0−0 | Алексей Кондратьев | 10:18:09 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Всем плохо будет. Французы купят это все или в Штатах, или Китай подрядится сделать. Первое плохо, второе еще хуже, потм все только у Китая будут покупать. Мы не построим, сначала своруют деньги на один токомак, потом на другой, ну и на третий тоже разворуют. Потом это все взорвется чтобы скрыть хищения. Траур выплаты пострадавшим. Сначала своруют деньги на выплаты один раз, потом еще раз, потом дождутся чтобы все отдали концы. Чинуши накупят домов фо Франции и будут там жить на ворованные деньги с дешевым электричеством. В России таки примут законопроект разрешающий жителям собирать хворост в лесу. |
5 +0−0 | Виктор Максимов | 09:51:56 24/10/2016 |
А в чем революция то? совершенно рядовое событие как очередной этап исследований термоядерного синтеза. Да, молодцы, но революции тут вообще никакой не наблюдается. |
5 +0−0 | Серж Nemo | 07:05:42 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Иди, читай книжки. |
5 +0−0 | Тахир . | 02:37:23 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
И фото разбитого робота российско-европейской миссии на Марс индусы с бразильцами показали? )) |
4 +0−0 | Дмитрий Иванов | 19:48:35 24/10/2016 |
Хех! "Не говори гоп, пока не перепрыгнешь!" Автора статьи - Александра Еникеева, в интернете найти трудно весьма. Странно, даже. Вроде, для Lenta.ru пишет, как-никак. А. Наверно, действительно, он - суперзасекреченный ФИЛОЛОГ-ядерщик. Что ж, пожелаем ему "открытий" новых "революций" в ядерной филологии, ой(!!!) физике.)))))))) |
4 +0−0 | Алексей Кондратьев | 11:53:21 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Я хочу термоядерную батарейку типа смартфона, только наоборот чтобы он отдавал энергию. Зашел в дом вставил ее в разъем - дом отапливается и горячая вода есть и кухня шпарит и т.п. Поехал на работу вынул свою батарейку вставил в машину - поехал на ней на работу. Приехал на работу вставил в разъем рабочего места - работаешь себе, передвигаешь скалу на горе с места на место - ищешь оптимальный дизайн новой горной трассы. |
4 +0−0 | Alex Doe | 11:37:17 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
С инженером одной АЭС на юге Франции разговаривал, их одна станция вырабатывает больше чем все ветряки во Франции. |
4 +0−0 | Vladimir Shavilov | 11:13:42 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Токамак - это и есть самый возобновляемый источник энергии. Из разновидности воды получают не радиоактивные элементы и при этом энергии вырабатывается на порядок больше, чем в АЭС. |
4 +0−0 | Петр Великанофф | 09:00:15 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Земляне лет двести уж, как придумали в физике такую штуку, как СПЕКТРОСКОПИЯ, в которой температура тела однозначно определяется по испускаемому свету. Спасибо, что позволил посмотреть на дебила, таких элементарных вещей не знающего. |
4 +0−0 | Python Kaa | 08:33:15 24/10/2016 |
Кто-то же платит за такие заголовки)) "Лента" с чьих рук кормится? |
4 +0−0 | Bitch Hunter | 08:32:27 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Школьник-дурачок, а как солнце светит? Аполлон по небу на колеснице энергию поглощает? |
4 +0−0 | Leonid Zakharov | 05:49:25 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Перечитал, заметил, но редактирование уже было закрыто. Атомов, естественно, спасибо за поправку. |
4 +0−0 | Timur Vtoroj | 05:10:06 24/10/2016 |
этой "новости" уже неделя да и что тут "революционного"?очередной шажок в развитии технологий,рутина |
4 +0−0 | Ватник Петров | 05:08:49 24/10/2016 |
лента какая нa революция?! невежды попросили бы кого из физиков разьяснить вам суть того, что источник написал. нету рэволюции, НЭТУ ПРОРЫВА.есть выдавливание и доведен е известного. и результат ДАЛЕК от цели |
4 +0−0 | Григорий Кривицкий | 04:46:04 24/10/2016 | ||||||
| ||||||||
Это совершенно разные вещи. |
4 +0−0 | J. Livingston | 01:59:48 24/10/2016 |
Одно дело удерживать реакцию 2 секунды, другое - несколько лет, как на АЭС. Революция будет когда создадут новый материал, который выдержит нагрузки или принципиально новую конструкцию самого реактора, пригодную для промышленного использования. |