Ядерный синтез: предел Гринвальда в США превышен в 10 раз. Реакция гораздо ближе
Ядерный синтез обещает устойчивый и практически неограниченный источник энергии посредством процессов, подобных тем, которые питают Солнце, при условии, что сначала удастся решить некоторые фундаментальные и довольно сложные физические проблемы.
В настоящее время изучаются различные методы выжимания энергии из атомов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы. Новое исследование предполагает, что вскоре у нас появится способ преодолеть серьезное препятствие в процессах, в которых используются туннели в форме пончика, известные как токамаки.
Ранее теоретический барьер для термоядерного синтеза в токамаках, известный как предел Гринвальда, теперь преодолен в десять раз благодаря усилиям группы исследователей из Университета Висконсина с помощью Мэдисонского симметричного тора (MST) . Результат был опубликован в журнале Physical Review Letters .
Хотя механизмы, лежащие в основе этого предела, не совсем понятны, эмпирическое правило устанавливает потолок электронной плотности в нагретой плазме токамака. Это означает, что может быть достигнута гораздо более высокая плотность плазмы, чем обычно.
Наличие надежного способа преодоления этого ограничения означает, что мы можем сделать шаг вперед с точки зрения стабильности и эффективности термоядерных реакторов токамаков, приближая нас к тому дню, когда ядерный синтез может стать практической реальностью.
«Здесь представлены эксперименты на токамаке с плотностью электронов, превышающей предел Гринвальда в десять раз в стационарных условиях, что является беспрецедентным», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.
Ядерный синтез – принудительное соединение атомных ядер для высвобождения избыточной энергии – требует интенсивного тепла, создаваемого удержанием заряженных частиц, составляющих плазму.
Токамак — это особый тип термоядерного реактора, в котором ток прогоняет плазму через центр большого полого кольца. Магнитные поля внутри этой горячей массы заряженных частиц помогают удерживать ее, но плазма более склонна к нестабильности, чем аналогичные методы, и в значительной степени подвержена довольно жесткому ограничению электронной плотности плазмы. Более высокая плотность электронов будет означать больше реакций и больше энергии.
Команда считает, что две ключевые особенности MST помогли полностью выйти за пределы этой плотности: его толстые проводящие стенки ( чтобы стабилизировать магнитные поля, управляющие плазмой) и его источник питания, который можно регулировать на основе обратной связи (опять же , что имеет решающее значение для стабильности).
«Максимальная плотность, по-видимому, определяется аппаратными ограничениями, а не нестабильностью плазмы», — пишут исследователи. Это означает, что для термоядерного синтеза не существует физических ограничений, а есть только технологические.
Это еще одна победа термоядерного синтеза в токамаках в недавней череде успехов. В последние годы ученые были заняты строительством более крупных реакторов, увеличением вырабатываемой энергии и достижением более высоких температур для реакций.
Это не означает, что ядерный синтез будет готов в ближайшее время, и здесь есть о чем поговорить. Плазма не работала при сверхвысоких температурах, как это обычно бывает в реакциях термоядерного синтеза, поэтому в этом отношении эти эксперименты необходимо будет расширить.
Авторы нового исследования уверены, что ученые смогут выяснить, как добиться таких результатов на других машинах – хотя еще предстоит проделать работу, чтобы точно проанализировать, почему именно эта конкретная установка работает так хорошо.
«Остаются вопросы, почему именно MST способен работать с высокой фракцией Гринвальда и в какой степени эту способность можно распространить на устройства с более высокой производительностью», — пишут исследователи.
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикации новых статей «Экономические сценарии».
Статья Ядерный синтез: в США предел Гринвальда превышен в 10 раз. Гораздо более близкая реакция исходит от экономических сценариев .
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/fusione-nucleare-negli-usa-superato-il-limite-di-greenwald-di-10-volte-la-reazione-e-molto-piu-vicina/ в Sat, 03 Aug 2024 05:15:09 +0000.