Физики провели термоядерные реакции без нейтронного излучения

Физики провели термоядерные реакции без нейтронного излучения

Группа французских и американских исследователей смогла зажечь термоядерную реакцию без появления нейтронного излучения. Для этого ученые использовали импульсные лазеры и мишень из бора, в которую врезались выбитые лазерным лучом протоны. О деталях эксперимента и возможных преимуществах перед традиционно используемой в термоядерных исследованиях дейтерий-тритиевой плазмой сообщается в статье физиков в журнале Nature Communications.

Специалисты из лаборатории практических исследований лазеров высокой интенсивности LULI (Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses) использовали мишень из бора с естественным соотношением изотопов: двадцать процентов бора-10 и 80 процентов бора-11. На эту мишень под углом в 45 градусов направляли импульс красного лазера продолжительностью около полутора наносекунд. Благодаря системе фокусировки луч сжимался до одной десятой миллиметра и превращал поверхность мишени в состоящую из ионов бора плазму.

Затем, через еще одну наносекунду, с другой стороны в сторону мишени выстреливали импульсом другого лазера, дававшего вспышку красного цвета продолжительностью всего одна пикосекунда (10-12 секунды). Этот второй импульс попадал в установленную перед мишенью полоску алюминиевой фольги, из которой выбивался пучок протонов: именно эти частицы врезались в облако борной плазмы и вступали в термоядерную реакцию.

Важной особенностью реакции протонов с бором-11 было то, что на выходе получались возбужденные ядра бериллия-8 и одна альфа-частица (ядро атома гелия): 11B + p = 8Be* + 4He. Затем бериллий-8 разваливался еще на две альфа-частицы, причем суммарная энергия трех получающихся ядер гелия была больше суммарной энергии исходного протона и ядра атома бора. Альфа-частицы такой энергии поглощаются алюминиевой фольгой (и ученые использовали фольгу для проверки детекторов: закрыв приборы, они перестали регистрировать частицы), в то время как наиболее активно исследуемые реакции дейтерия с тритием дают на выходе плохо поглощаемые нейтроны.

Теоретически, бор-протонная реакция могла бы иметь перед дейтерий-тритиевой целый ряд преимуществ. Прежде всего, альфа-излучение не надо специально экранировать: поскольку его задерживает фольга, металлический корпус вакуумной камеры установки даст защиту даже больше той, которая необходима. Кроме того, тритий радиоактивен, его надо специально синтезировать (стоимость достигает тысяч долларов за грамм), а бора на Земле довольно много.

Сами ученые утверждают, что в ближайшее время говорить о развитии бор-протонной термоядерной энергетики не приходится, несмотря на то, что им удалось на несколько порядков повысить интенсивность реакций по сравнению с предыдущими опытами других групп. По словам исследователей, первоочередное значение их работа имеет для моделирования процессов внутри звезд в земных лабораториях. Но в то же время независимый эксперт, мнение которого приводит Nature News, французский физик Жерар Мору, считает необходимым подождать появления более эффективных и компактных лазеров. По его словам, использованный учеными метод выгодно отличается своей простой. Он требует точной синхронизации двух лазеров с разной продолжительностью импульса (отклонение от интервала в несколько десятых наносекунды резко снижает интенсивность реакции), но зато не требует сложнейших установок вроде той, которая была построена в Национальном центре лазерных термоядерных реакции (National Ignition Facility) в США.

Физики NIF намеревались при помощи сверхмощных импульсных лазеров запустить в дейтерий-тритиевой смеси термоядерную реакцию с выделением энергии в большем количестве, чем потребляется самими лазерами. Эта цель, несмотря на оптимистичные прогнозы, так и не была достигнута и сейчас работа NIF приостановлена.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Росатом проектирует термоядерную батарейку
Курчатовский институт и госкорпорация Росатом ведут работы над созданием космической термоядерной батарейки. Согласно сообщению АРМС-ТАСС, Курчатовский институт и Росатом проектируют новое поколение атомных реакторов мегаваттного класса, так называемые термоядерные батарейки. Сфера применения разработки российских ..
2013-04-27 2366 0 Технология
0
В США провели первую в мире успешную трансплантацию части черепа вместе с кожей
Американские врачи провели первую в мире успешную операцию по трансплантации части черепа вместе с кожей, передает The Guardian. Пациенту, онкобольному 55-летнему программисту Джеймсу Бойсену, в тот же день пересадили поджелудочную железу и почку от того же донора, чтобы уменьшить риск отторжения ..
2015-06-08 1372 0 Технология
0
На шаг ближе к управляемому термоядерному синтезу
Используя систему подогрева, физики впервые преуспели в предотвращении возникновения нестабильностей, разработав инновационную технологию, которая является важной ступенью на пути к созданию Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER). Ученым удалось достичь важной вехи: они остановили рост нестабильностей ..
2012-01-23 1854 0 Технология
0
Минздрав отчитался об успешной операции по пересадке тканей лица
В России провели первую успешную операцию по пересадке тканей лица. Об этом РИА Новости сообщила министр здравоохранения Вероника Скворцова на пресс-конференции в Национальном центре управления обороной.Операция по аллотрансплантации комплекса тканей лица раненому человеку была проведена полгода назад, ..
2015-11-28 6901 0 Технология
0
Международный термоядерный реактор построили наполовину
Международный термоядерный экспериментальный реактор ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor, ИТЭР) наполовину построен, сообщает Daily Mail.«Стакан наполовину полон, а не пуст», — отметил Тони Донн из EUROfusion — консорциума европейских исследовательских организаций и университетов, предоставляющих научные рекомендации ..
2017-12-09 4692 0 Технология
0
Запуск многомиллиардного международного термоядерного реактора отложен
Запуск проекта ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor — Международный термоядерный экспериментальный реактор) стоимостью несколько миллиардов долларов отложен на шесть лет. К такому решению, как сообщает Science News, пришел совет управляющих проекта.Работы в рамках ИТЭР ..
2015-11-22 3334 0 Технология
0
На Большом адронном коллайдере устранили неполадки
Физики ЦЕРНа устранили неполадки, возникшие из-за короткого замыкания в одном из магнитов Большого адронного коллайдера (БАК) и препятствующие его перезапуску. Об этом сообщается на сайте организации. Специалистам удалось расплавить металлический фрагмент, расположенный на соединении между магнитом и его диодом, из-за ..
2015-04-02 1354 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 3986 0 Технология
1
Электронную подпись будут внедрять на основе сим-карт
Механизм электронной подписи граждан на основе сим-карты мобильного телефона может быть введен в России в самое ближайшее время, заявил генеральный директор ООО "Центр Идентификация" Владимир Завитков на заседании президиума президентского совета по модернизации экономики. По словам Завиткова, ..
2013-07-31 1244 0 Технология
0
В России рассказали о ходе строительства международного термоядерного реактора
Только Россия и Китай в срок выполняют свои обязательства по международному проекту термоядерного реактора (ИТЭР). Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на заместителя генерального директора «Росатома» Вячеслава Першукова. Он также напомнил, что Россия играет ключевую роль в реализации проекта. Так, ..
2014-12-23 9252 0 Технология
1
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 2138 0 Технология
0
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 ..
2016-09-08 11758 0 Технология
0
Биологи испытали протез сетчатки глаза на животных
Испытания новейшей электронной сетчатки провели ученые из Стэнфордского университета. Первые стадии экспериментов прошли удачно. Лабораторным крысам ученые вживили протезы и проводили наблюдения в течение полугода. За этот период не появилось никаких воспалительных процессов, а сама искусственная сетчатка ..
2013-06-21 1958 0 Технология
0
Создан термостойкий органический транзистор
Международная группа исследователей создала гибкий транзистор, устойчивый к термическому воздействию. Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. Органические полупроводники активно изучаются из-за своих специфических механических свойств, в частности, гибкости. Одним из основных недостатков таких полупроводников ..
2012-03-8 1988 0 Технология
0
Железные частицы помогут в борьбе с раком
Ученые из Стэнфордского университета обнаружили, что вещество ферумокситол, образованное наночастицами из железа, которые были созданы для лечения анемии, активируют иммунную систему на борьбу с клетками рака. Исследователи сообщили об этом в статье, опубликованной 26 сентября в журнале Nature Nanotechnology.Биологи хотели ..
2016-09-28 18127 0 Технология
0