13.02.2014
Физики США из Национальной лаборатории в Ливерморе заявили о прорыве в термоядерной энергетике: используя самые мощные в мире лазеры, они смогли не только зажечь термоядерную реакцию, но и впервые в мире получить энергию, которая превышает киловатты, затраченные на сжатие дейтерий-тритиевой плазмы. Об этом говорится в статье, опубликованной 13 февраля в журнале Nature.
Правда, это еще не тот положительный выход энергии, о котором мечтало все физическое сообщество с тех пор, как академик Курчатов в 1957 году в своем знаменитом докладе в Харуэлле рассекретил советские исследования в этом направлении и тем самым инициировал атаку на термояд во всем мире. Превышение энергии выхода, полученное в Ливерморе, очень невелико, это всего лишь сотая доля того, что требуется для поддержания термоядерного процесса. Однако физики надеются, что и этот порог им удастся преодолеть.
Классическая реакция термоядерного синтеза состоит в слиянии ядер двух изотопов водорода, дейтерия и трития и превращения их в ядро гелия. Оставшийся лишним нейтрон уносит с собой высвобожденную энергию, вызывая дальнейшее продолжение термоядерной реакции, делая ее самоподдерживающейся и отдавая энергетический излишек наружу. Но чтобы это произошло, нужны сумасшедшие температуры и давления, нужно еще сделать так, чтобы вложенная энергия не рассеивалась… Необходимо еще очень многое сделать, чтобы эта реакция зажглась и стала подогревать сама себя.
Из 104 концепций зажигания термоядерной реакции лазерная – самая необычная, хотя на вид и очень простая. Есть дейтерий-тритиевая таблетка в пластиковой капсуле и есть множество лазеров, нацеленных на нее (в Ливерморской установке их 192). Все они одновременно бьют импульсами в таблетку, нагревают оболочку, и та взрывается внутрь, обеспечивая давления и температуры, нужные для протекания реакция синтеза.
Маловероятно, что когда-нибудь будет построена лазерная термоядерная электростанция – это место уже занято токамаком, строящимся во Франции. Скорей всего, он так и останется в лабораториях. И в историях о том, как лазерный термояд первым сделал то, чего не смогли сделать другие
http://slon.ru/fast/future/termoyadernyy-sintez-vpervye-otdal-bolshe-energii-chem-v-nego-vlozhili-1056350.xhtml
Физики США из Национальной лаборатории в Ливерморе заявили о прорыве в термоядерной энергетике: используя самые мощные в мире лазеры, они смогли не только зажечь термоядерную реакцию, но и впервые в мире получить энергию, которая превышает киловатты, затраченные на сжатие дейтерий-тритиевой плазмы. Об этом говорится в статье, опубликованной 13 февраля в журнале Nature.
Правда, это еще не тот положительный выход энергии, о котором мечтало все физическое сообщество с тех пор, как академик Курчатов в 1957 году в своем знаменитом докладе в Харуэлле рассекретил советские исследования в этом направлении и тем самым инициировал атаку на термояд во всем мире. Превышение энергии выхода, полученное в Ливерморе, очень невелико, это всего лишь сотая доля того, что требуется для поддержания термоядерного процесса. Однако физики надеются, что и этот порог им удастся преодолеть.
Классическая реакция термоядерного синтеза состоит в слиянии ядер двух изотопов водорода, дейтерия и трития и превращения их в ядро гелия. Оставшийся лишним нейтрон уносит с собой высвобожденную энергию, вызывая дальнейшее продолжение термоядерной реакции, делая ее самоподдерживающейся и отдавая энергетический излишек наружу. Но чтобы это произошло, нужны сумасшедшие температуры и давления, нужно еще сделать так, чтобы вложенная энергия не рассеивалась… Необходимо еще очень многое сделать, чтобы эта реакция зажглась и стала подогревать сама себя.
Из 104 концепций зажигания термоядерной реакции лазерная – самая необычная, хотя на вид и очень простая. Есть дейтерий-тритиевая таблетка в пластиковой капсуле и есть множество лазеров, нацеленных на нее (в Ливерморской установке их 192). Все они одновременно бьют импульсами в таблетку, нагревают оболочку, и та взрывается внутрь, обеспечивая давления и температуры, нужные для протекания реакция синтеза.
Маловероятно, что когда-нибудь будет построена лазерная термоядерная электростанция – это место уже занято токамаком, строящимся во Франции. Скорей всего, он так и останется в лабораториях. И в историях о том, как лазерный термояд первым сделал то, чего не смогли сделать другие
http://slon.ru/fast/future/termoyadernyy-sintez-vpervye-otdal-bolshe-energii-chem-v-nego-vlozhili-1056350.xhtml
Ученым Ливерморской национальной лаборатории удалось провести термоядерный синтез, в котором выделенная топливом энергия превзошла поглощенную. Результаты экспериментов, проведенных в Национальном комплексе зажигания (NIF) в августе, сентябре и ноябре 2013 года, публикует Nature. Кратко предыстории работы посвящена редакционная статья.
Выделенная при термоядерном синтезе энергия в среднем в полтора раза превышала энергию, поглощенную топливом. Наиболее эффективно реакция прошла в ходе трех последних экспериментов, проведенных 13 августа, 13 сентября и 13 ноября 2013 года (о результатах первого эксперимента ученые сообщали еще летом).
В ходе последнего эксперимента уровень выделявшейся энергии достиг максимального значения — 17 килоджоулей. Топливо при этом поглотило не более 10 килоджоулей. Однако, следует иметь ввиду, что поглощенная энергия составляет лишь малую (менее процента) долю энергии, затраченной на лазерный импульс, с помощью которого ученые пытаются инициировать термоядерный синтез.
Ключевой параметр реакции, который определяет возможность зажигания, — так называемый критерий Лоусона, — достиг в ходе эксперимента половины того значения, которое необходимо для «зажигания», то есть для того, чтобы реакция стала самоподдерживающейся. Это, по словам ученых, существенно лучше, чем они ожидали получить при математическом моделировании эксперимента.
Термоядерный синтез становится возможным при удержании достаточно большого количества взаимодействующих ядер в небольшом пространстве достаточно длительное время. Для достижения этой «концентрации» существует две принципиальные стратегии: использовать низкое давление длительное время или высокое давление при коротком импульсе. Первая стратегия используется в токамаках, в том числе строящемся реакторе ITER, вторая, инерциальная, применяется в установке NIF, где дейтериво-тритиевое топливо сжимают мощным синхронным импульсом 192 лазеров.
Первые эксперименты, проведенные на NIF после постройки в 2009 году, не увенчались успехом. Ученые столкнулись с тем, что из-за нестабильности топливной оболочки достичь нужных значений критерия Лоусона не удавалось. В данном исследовании авторы применили новый подход к наращиванию лазерного импульса (high-foot), который делает сжатие топлива гораздо стабильнее. Он, однако, имеет собственные ограничения, связанные с достижением давления. Таким образом, удастся ли довести на NIF термоядерную реакцию до «зажигания» этим методом, до сих пор непонятно.
Выделенная при термоядерном синтезе энергия в среднем в полтора раза превышала энергию, поглощенную топливом. Наиболее эффективно реакция прошла в ходе трех последних экспериментов, проведенных 13 августа, 13 сентября и 13 ноября 2013 года (о результатах первого эксперимента ученые сообщали еще летом).
В ходе последнего эксперимента уровень выделявшейся энергии достиг максимального значения — 17 килоджоулей. Топливо при этом поглотило не более 10 килоджоулей. Однако, следует иметь ввиду, что поглощенная энергия составляет лишь малую (менее процента) долю энергии, затраченной на лазерный импульс, с помощью которого ученые пытаются инициировать термоядерный синтез.
Ключевой параметр реакции, который определяет возможность зажигания, — так называемый критерий Лоусона, — достиг в ходе эксперимента половины того значения, которое необходимо для «зажигания», то есть для того, чтобы реакция стала самоподдерживающейся. Это, по словам ученых, существенно лучше, чем они ожидали получить при математическом моделировании эксперимента.
Термоядерный синтез становится возможным при удержании достаточно большого количества взаимодействующих ядер в небольшом пространстве достаточно длительное время. Для достижения этой «концентрации» существует две принципиальные стратегии: использовать низкое давление длительное время или высокое давление при коротком импульсе. Первая стратегия используется в токамаках, в том числе строящемся реакторе ITER, вторая, инерциальная, применяется в установке NIF, где дейтериво-тритиевое топливо сжимают мощным синхронным импульсом 192 лазеров.
Первые эксперименты, проведенные на NIF после постройки в 2009 году, не увенчались успехом. Ученые столкнулись с тем, что из-за нестабильности топливной оболочки достичь нужных значений критерия Лоусона не удавалось. В данном исследовании авторы применили новый подход к наращиванию лазерного импульса (high-foot), который делает сжатие топлива гораздо стабильнее. Он, однако, имеет собственные ограничения, связанные с достижением давления. Таким образом, удастся ли довести на NIF термоядерную реакцию до «зажигания» этим методом, до сих пор непонятно.
Комментариев нет:
Отправить комментарий