Небольшие реакторы могут быть лучшими шагами к ядерному синтезу

8 492 просмотра
Об авторе

Термоядерный синтез

Ядерный синтез всегда находится в подвешенном состоянии — каждый раз появление первого сносного реактора обещает случиться через 30 лет. С годами это число не уменьшается. Управляемый ядерный синтез не приблизился к нам ни на йоту с тех пор, как идея появилась впервые в 1950-х годах. Однако электростанции ядерного синтеза могут быть гораздо ближе, чем думают многие — если мы уменьшим их в размерах.

Широко распространено мнение, что чем больше, тем лучше — говоря о ядерном синтезе. Массивный международный эксперимент ИТЭР доводит это высказывание до крайности, разрабатывая реакционную камеру в форме пончика в 20 метров в поперечнике и задействуя 1000 сотрудников для работы. Стоит он «скромные» 50 миллиардов долларов.

Однако эксперты постепенно приходят к мнению, что менее масштабный подход дал бы плоды дешевле и быстрее. В прошлом месяце аэрокосмическая компания Lockheed Martin заявила, что почти готова построить компактный реактор ядерного синтеза, который можно будет уместить на крыше грузовика, уже через десять лет. Том Жарбо из Вашингтонского университета в Сиэттле разработал собственный небольшой реактор, который, по его словам, обойдется менее чем в 3 миллиарда долларов и может быть построен уже в ближайшие пятнадцать лет.

Термоядерные реакторы обещают дешевую, экологически чистую энергию, минимум радиоактивных отходов и минимальный риск. Реакторы, которые разрабатывают ИТЭР, Lockheed Martin и Жарбо, используют магниты для сдерживания смеси дейтерия и трития (стабильных изотопов водорода), нагретых до точки, когда электроны отделяются от атомных ядер. Магнитное поле необходимо для удержания раскаленной плазмы. В ней изотопы сливаются в ядра гелия, испуская нейтроны и генерируя огромное количество энергии.

Но легче сказать, чем сделать. «Физика плазмы — это не ракетостроение, — говорит Жарбо. — Это намного сложнее».

Одной из основных задач является удержание хаотической плазмы на месте в течение более крошечной доли секунды. Реакторы, подобные ИТЭРу, пытались реализовать это с помощью магнитных полей, создаваемых с помощью катушек вокруг «пончика», и сверхпроводящих магнитов, проходящих через центральное отверстие. Но это требует метры дорогостоящего громоздкого экранирования для защиты охлажденных магнитов от энергичных нейтронов.

Жарбо пытается уменьшить общий проект, используя так называемый сферомак, в котором ток протекающей плазмы генерирует магнитное поле, которое, в свою очередь, элегантно ограничивает саму плазму. При отсутствии чувствительных компонентов внутри «дырки», сферомаки могут быть сколь угодно малыми.

Сферомаки вошли в моду в 1970-х годах, когда Жарбо начал работать над ними в Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико, но тогда ученые не могли удерживать горячую плазму дольше, чем на кратчайшую долю секунды. Экспериментальная установка размером с автомобиль, над которой Жарбо работает сегодня, это первый сферомак, который удерживает плазму высокого давления. «И это могло бы длиться бесконечно, если бы у нас было охлаждение и питание», — говорит он.

Сейчас Жарбо ищет 8 миллионов долларов для строительства большой экспериментальной установки, которая сможет достигать температур, необходимых для доказательства работы технологии.

Какой проект победит, тот и получит финансирование. ИТЭР высосал большую часть бюджета и энтузиазма, инвесторы потеряли доверие к термоядерному синтезу и только-только начинают снова его приобретать. Если не будет денег для финансирования некоторых из наиболее перспективных альтернативных подходов, 30-летняя черта, разделяющая нас и дешевую чистую энергию, может сохраниться надолго.

Небольшие реакторы могут быть лучшими шагами к ядерному синтезу

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

15 комментариев

  1. alex.kar4123

    В теме ошибка, к термоядерному, нет?) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Илья Хель

      ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ, термоядерный синтез, реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые ядра, происходящая при сверхвысокой температуре и сопровождающаяся выделением огромных количеств энергии. Ядерный синтез – это реакция, обратная делению атомов: в последней энергия выделяется за счет расщепления тяжелых ядер на более легкие.

      Ядерный синтез, синтез, термоядерный синтез, холодый ядерный синтез, управляемый термоядерный синтез — называйте как хотите, суть от этого не меняется, синонимия прослеживается. Не вижу ошибки.

  2. X

    К термоядерному...

  3. Tor

    Первый эксплуатируемый термоядерный реактор появится в Германии и за это можно будет отблагодарить наш Газпром, точнее тех, кто над ним. Для европейских научных проектов, связанных с термоядерным синтезом, увеличилось финансирование в рамках стратегии по энергетической безопасности. Вообще нам мир должен быть благодарен - своим неадекватным поведением мы подстегиваем и погоняем всех в области высоких технологий и международной политики. Может быть в этом и есть наша особая миссия относительно вклада в развитие человечества.

  4. ustreb

    Всё же к термоядерному синтезу) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Tor

      Тут ведь всё дело в толерантности - об ошибках автору необходимо писать лично, через приватные сообщения, тогда результаты исправлений не заставят себя ждать.

      • ustreb

        дико извиняюсь перед Вами, но как отправить личное сообщение? Здесь есть такая функция? (отправлено из приложения Hi-News.ru)

        • Tor

          Вы правы, мне казалось на сайте есть соответствующий плагин контактов между участниками. В таком случае моя заметка на этот счёт выше не поможет.

  5. storm X

    Я все путаю ядерный и термоядерный...( конечно, если взорвется реактор, размером с пончик, это не повлечет за собой особых разрушений, в отличие от реактора-размером-с-мой-район (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Tor

      Если "рванёт" реактор на основе термоядерного синтеза размером с пончик, то района не станет, а весь город получит облучение.

  6. Tor

    Под ядерным синтезом понимают деление таких элементов как плутоний и уран. Под термоядерным обычно за основу берут синтез тяжелого водорода (дейтерий и тритий), который намного больше выделяет энергии и более безопасен с точки зрения отходов. Поэтому разница в определениях существенная.

    • Илья Хель

      Как синтез может подразумевать деление? Ядерный синтез и ядерное деление, о которых говорите вы, это разные вещи.
      Обратите внимание, в статье используется именно термин термоядерный реактор и ядерный синтез, а не ядерный реактор. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • Tor

        Понятие «Ядерный синтез» включает: 1. Разделение ядра исходного, более тяжелого элемента обычно на два легких ядра, с образованием новых химических элементов. 2. Соединение двух меньших ядер в одно большее, с образованием нового химического элемента. Если короче, то синтез - это образование нового или новых элементов, что удовлетворяет двум определениям выше. Пользуясь случаем, передаю большой привет и благодарность моему физику, который в своё время "дрючил" меня за твёрдую четвёрку.

        • flocken

          Синтез - процесс соединения или объединения.
          Ядерный синтез не может заключаться в "разделении". Ваша "4" по физике - фейковая, а физику, если он действительно вас такому учил, нужно минимум школьный курс повторить, или профессию поменять.

          С уважением - физик с университетским дипломом, если что...

  7. sergei.krutoi

    Научные мужи - вы долго ещё будете чепухой заниматься???!!! Так мы и через тысячи лет на создадим вечный двигатель! Неужели так трудно или сложно повернуть мозги в другую нужную сторону?! Термоядерный синтез посредством разделения элементарных частиц от понимания их взаимодействий - это ведь всё-равно, что разложить себя самого на атомы и снова собрать. Ну неужели мозгов не хватает использовать уже готовые, строго-тонко-отмеренно-соотносимые соединения для того чтобы воспроизводить необходимый или нужный синтез, не затрачивая для этого совсем абсолютно никакой энергии???!!! Поясню: статья в газете "Труд" 80-х годов - "...Обособленное племя в Африке или Мексике не имеет в своём пищевом рационе сахара вообще, но все медикаментозные показатели говорят о том, что их организм в полной мере получает всю необходимую его дозу. Откуда они тогда берут для себя сахар(?) - ну не из воздуха же? Оказалось, что действительно так и есть! - в их рационе есть некий тростник, который при соединении с кислородом(при дыхании) синтезирует сахар...!" Так же где-то читал, что и даже краб может создавать минитермоядерный синтез, при котором он образует новые вещества! Краб может!!! - а человек? - нет?! Ну вы и тупые учёные! ТЁПЛАЯ ПЛАЗМА - это ответ на вопрос по термоядерному синтезу! НУ КАКИЕ ВАМ ЕЩЁ ПОДСКАЗКИ НУЖНЫ???!!!... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.