Рекорд эффективности термоядерного синтеза побили в миниатюрном реакторе

Рекорд эффективности термоядерного синтеза побили в миниатюрном реакторе

Физики из Университета Рочестера достигли с помощью установки OMEGA условий, которые позволят в пять раз побить существующий рекорд энергии, выделяемой в инициируемой лазерами термоядерной реакции. Для этого потребуется масштабировать эксперимент до размеров другого известного реактора — NIF (National Ignition Facility), которому и принадлежит рекорд. Интересно, что ученым удалось добиться такого результата с помощью методики, отличающейся от методик эксперимента NIF. По словам авторов, полученное давление плазмы (если его масштабировать до параметров NIF) всего в два раза меньше, чем требуется для «поджига» термоядерной реакции. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, его теоретическая интерпретация опубликована в журнале Physical Review E (R), кратко о нем сообщает пресс-релиз университета.

Термоядерная реакция — высокоэнергетический процесс, в ходе которого одни ядра превращаются в другие. Как правило этот процесс сопровождается выделением энергии, однако для того, чтобы он начался, необходимо преодолеть электростатическое отталкивание между положительно заряженными ядрами. В звездах это достигается за счет очень большой плотности вещества, обеспечиваемой гравитацией. Ученые пытаются создать условия для запуска самоподдерживающейся ядерной реакции на Земле, но до сих пор эти попытки не были успешны.

Подход NIF носит название косвенного — лазерное излучение сначала конвертируется в рентгеновское и лишь потом взаимодействует со смесью. В Университете Рочестера ученые используют прямой подход и сжимают дейтерий и тритий напрямую. Как отмечают физики, этот процесс очень похож на попытку равномерно сжать воздушный шарик — если сжимающие силы будут распределены неравномерно, то некоторые области шарика начнут «выпячиваться». Эксперимент OMEGA, в котором реализуют прямой подход, меньше, чем NIF, и использует 60 лазеров. 

Добиться этих результатов удалось за счет более точной системы фокусировки лазеров — диаметр капсулы с газом менее одного миллиметра. Фокусировка обеспечивает более равномерное сжатие смеси. Для фокусировки, в частности, используются рентгеновские методы — исследователи получают изображения с выдержкой в 40 пикосекунд, показывающие, как ведет себя вещество при контакте с лазерным излучением.

При реакции ядер дейтерия с тритием образуются альфа-частица — ядро гелия — и свободный нейтрон. Энергия этой реакции в 6,5 миллиона раз превосходит энергию от обычного сжигания такого же количества водорода. Это привлекает внимание большого количества ученых, и, помимо крупных научных экспериментов, существуют и частные стартапы, пытающиеся разработать термоядерные реакторы. Подробнее об их работе можно прочитать в нашем материале.

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Ученые побили рекорд эффективности солнечных элементов
Компания «Spectrolab» установила новый рекорд по эффективности солнечной батареи отметкой в 38,8 процента для наземных многопереходных солнечных элементов. Новый мировой рекорд точно не «разгромит» прежней отметки в 37,8 процента, которая была также установлена представителями «Spectrolab». ..
2013-11-23 2147 0 Технология
0
США совершили революцию в области термоядерного синтеза
Физикам из Массачусетского технологического института, работавшим на токамаке Alcator C-Mod, удалось добиться самого высокого давления плазмы за всю историю наблюдения. О результатах работы исследователи сообщили на саммите Международного агентства по атомной энергии в Японии. Кратко об этом рассказывается на сайте ..
2016-10-18 13063 0 Технология
0
В американскую Z-машину ввели тритий
Физики начали использовать тритий в качестве топлива для Z-машины, одного из крупнейших в мире источников рентгеновского излучения, предназначенного для сжатия и нагрева термоядерного топлива. Об этом сообщает Daily Mail.Тритий, наряду с дейтерием, применяется в августе 2016 года. В течение ближайших ..
2016-11-16 7226 0 Технология
0
Китай назвали местом для первой в мире термоядерной электростанции
Китайские ученые назвали Поднебесную лидером мировых исследований в области термоядерного синтеза. Физики полагают, что именно в Китае будет запущена первая в мире термоядерная электростанция, сообщает издание South China Morning Post.«Хотелось бы надеяться, что предложение о строительстве CFETR ..
2016-12-11 3277 0 Технология
0
В США создали самые стабильные в мире атомные часы
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) побили рекорд стабильности работы атомных часов. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics, кратко о нем сообщает издание EurekAlert!«Мы устранили критический тип шума в процессе работы часов, эффективно делая тактовый ..
2016-11-29 2441 0 Технология
0
Калифорнийская компания сообщила об успехах в термоядерной энергетике
Компания Tri Alpha Energy из индустриального парка, расположенного к югу от Лос-Анджелеса (штат Калифорния, США) сообщила о своих успехах в термоядерной энергетике. Фирма построила машину, формирующую шар из газа, нагретого до температуры в десять миллионов градусов Цельсия, и удерживающую его в устойчивом состоянии в течение ..
2015-08-26 3981 0 Технология
1
Литий-графитная пленка может управлять термоядерным синтезом
Международная команда ученых из США, Японии и Франции обнаружила, что реакцией термоядерного синтеза можно управлять с помощью ультратонкой пленки литированного графита. Удивительно, но тонкое покрытие из лития и графита может оказывать влияние на сверхгорячую плазму реакции синтеза. Использование энергии ..
2013-02-8 1642 0 Технология
1
В США назвали сроки запуска первого коммерческого термоядерного реактора
Частная американская компания Tri Alpha Energy пообещала создать первый коммерческий работающий термоядерный реактор уже к 2027 году. На эти цели фирма получила инвестиции в размере 500 миллионов долларов. О перспективах компании ее главный инженер Михль Биндербауэр рассказал PBS (Public Broadcasting ..
2017-01-25 4395 0 Технология
0
Россия предложила Китаю участвовать в строительстве ядерного реактора будущего
Директор Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» член-корреспондент Российской академии наук (РАН) Михаил Ковальчук предложил китайским физикам сотрудничество в строительстве гибридного ядерного реактора будущего, сообщают РИА Новости. В такой установке термоядерная реакция синтеза используется ..
2014-10-17 2092 0 Технология
0
На токамаке KSTAR поставили мировой рекорд по удержанию плазмы
Физики, работающие на южнокорейском токамаке KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), смогли поставить новый мировой рекорд по времени удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле, который теперь составляет 70 секунд. Об этом сообщается на портале Национального института термоядерных исследований.Токамак KSTAR предназначен для ..
2016-12-21 4554 0 Технология
0
В США сообщили о прогрессе в инерциальном термоядерном синтезе
Физики из США, Японии и Франции сообщили о прогрессе в инерциальном управляемом термоядерном синтезе, достигнутом в расположенном в Ливерморской национальной лаборатории комплексе лазерных термоядерных реакций. Результаты исследований авторы опубликовали в Nature Physics, а кратко о них сообщается на сайте Phys.org.При помощи ..
2016-01-19 1428 0 Технология
0
Импульсный термоядерный синтез перевели на жидкое топливо
Ученые из центра National Ignition Facility в Калифорнии, занимающегося исследованиями в области инерциального термоядерного синтеза, провели эксперименты с новым типом мишеней, в которых слой из замороженной дейтериево-тритиевой смеси был заменен на жидкий аналог. В результате удалось добиться снижения необходимой ..
2016-12-09 3044 0 Технология
0
Физики уместили 10 бит в одном фотоне
Физики из нидерландского Университета Твента побили рекорд записи информации в одиночных фотонах, поместив в единичный квант света свыше 10 бит данных. Новый результат, по словам авторов, позволит значительно улучшить существующие методики квантовой криптографии — в современных устройствах фотон ..
2016-09-28 18294 0 Технология
0
Термоядерное электричество появится к 2050 году
В рамках Европейского договора по развитию термоядерного синтеза опубликована «дорожная карта», формулирующая путь, который позволит обеспечить поступление электроэнергии от термоядерных источников в общую сеть к 2050 году. Карта разбивает комплексную задачу термоядерной энергетики на восемь миссий. ..
2013-03-5 1839 0 Технология
0
Инерциальный термоядерный синтез ускорят турбулентностью
Физики из Принстонского университета показали, что ранее считавшаяся нежелательной турбулентность разогретой плазмы при осуществлении инерциального термоядерного синтеза может быть полезной. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко о нем сообщает Принстонская лаборатория физики плазмы.В проведенном ..
2016-03-17 1941 0 Технология
0