ВойтиНовый пользовательЗабыли пароль?
Через соцсети

Исследователи, наконец, получили больше энергии от реакции синтеза, чем вложили

3.2kпросмотров
/
Популярное

Ученые из Калифорнии сделали шаг вперед в освоении ядерного синтеза, который может однажды привести к чистой и неограниченной энергии.

Синтез, процесс, питающий Солнце и другие звезды, включает в себя расщепление ядра и высвобождение энергии. Это главный принцип работы атомной бомбы и атомной энергетики в целом.

Однако до этого момента перед исследователями стояла неразрешимая проблема. Энергия, высвобождающаяся в результате реакции, была ничтожной по сравнению с огромным количеством энергии, необходимой для запуска процесса.

рукоять охлажденная криогеном

Рукоять, охлаждающаяся криогеном, используемая в лазерном эксперименте.

Капсула из дейтерия и трития со сферой в центре полого цилиндраКапсула из дейтерия и трития со сферой в центре полого цилиндра. Исследователи утверждают, что нашли ключ к ядерному синтезу как новому способу выработки электроэнергии.

Однако в лабораторных экспериментах, описанных учеными из Соединенных Штатов, это препятствие было преодолено. Опубликовав отчет в Nature, исследователи заявили, что они первыми получили от реакции синтеза больше энергии, чем было ею поглощено.

Они зафиксировали 192 лазерных луча в точке, меньшей толщины человеческого волоса, чтобы сгенерировать достаточно энергии для сжатия крошечной капсулы с топливом в 35 раз.

В ноябре 2013 года реакция длилась меньше миллиардной доли секунды, в результате выделилась энергия, равная двум батарейкам АА (около 17000 Дж). Этот «скромный», как говорит команда, выход оказался больше, чем потраченные 9 000-12 000 Дж топлива.

Омар Харрикейн (Omar Hurricane)главный автор исследования, NIF
Мы как никогда близки к генерации жизнеспособной термоядерной энергии.
Результат в 10 раз превысил все предыдущие. Однако, есть нюансы. Реакция была неустойчивой, и зажигания получено не было, так что однозначного ответа на вопрос об эффективности освобождения энергии большей, чем потребляемая, пока нет.

В этом случае лазеры должны произвести около 1,9 млн. Дж энергии (а это небольшой автомобильный аккумулятор) и при этом потребить только 9 000-12 000 Дж.

Дебби Келлахан (Debbie Callahan)соавтор исследования
На данный момент лишь 1% энергии, а может даже и меньше, вложенной в лазер, попадает в топливо. Нам предстоит еще много работы
Омар Харрикейн (Omar Hurricane)главный автор исследования, NIF
Метод требует коррекции, необходимо в 100 раз увеличить выход прежде чем мы перейдем к точке зажигания.
Омар Харрикейн (Omar Hurricane)главный автор исследования, NIF
Мы не можем сказать, когда получим зажигание. Но мы работаем над этим как сумасшедшие. Наше теоретическое понимание говорит, что если мы продолжим в этом направлении, то у нас будет шанс. Зажигание также требует самораспространения, в котором первые синтезированные частицы вырабатывают тепло и давление, создают новые частицы и так далее, увеличивая выход энергии.

Последние эксперименты NIF, один в сентябре прошлого года , а другой в ноябре, стали первыми доказательствами того, что частицы «оставляют после себя энергию
справка:

Ядерный синтез представляет собой процесс, при котором ядра дейтерия и трития, изотопы, полученные из водорода, соединяются вместе, чтобы создать более тяжелые частицы. В теории энергия, вырабатываемая за счет слияния, не оставляет опасных отходов и не загрязняет атмосферу. А топливо можно найти в изобилии в морской воде, которая занимает более две трети планеты.

Этот процесс требует экстремальных температур и давления, как на Солнце и других активных звездах. Чтобы добиться этого, Харрикейн и его команда направили свои лазеры в золотой цилиндр 2 мм в диаметре, покрытый с внутренней стороны застывшим слоем топлива из дейтерия и трития. Свет, проходящий с одной стороны, был переориентирован в рентгеновские лучи, что привело к сокращению, как если бы мяч для баскетбола уменьшали до размеров горошины. Процесс генерирует давление в 150 млрд раз сильнее, чем давление, оказываемое атмосферой Земли, и плотностью в 2,5-3 раза большей, чем в солнечном ядре.

Комментируя полученные результаты, исследователь Марк Херрманн (Mark Herrmann) из Научного центра импульсной мощности в Альбукерке сказал, что это «значительный шаг вперед».

Зульфикар Нажмудин (Zulfikar Najmudin), плазменный физик из Имперского колледжа, говорит: «Эти результаты стали огромным облегчением для ученых из NIF, которые планировали достичь его еще несколько лет назад».

Есть два научно-исследовательских пути в термоядерной энергии. Первым пошел NIF, он использует лазеры, другой использует крупномасштабные магнитные поля. Этот метод приспособили к Международному термоядерному экспериментальному реактору, €15-миллиардному проекту на юге Франции, его должны ввести в эксплуатацию в 2019 году.

Комментарии
Незарегистрированные пользователи могут оставить комментарий через виджет Вконтакта, Фейсбука или использовать нашу платформу. Ваш выбор мы запомним (в хорошем смысле)
Вконтактик
Фейсбучек
Для членов клуба
ВЫ НЕ МОЖЕТЕ ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ необходимо зарегистрироваться или войти
Яндекс.Метрика