Кому ядерного синтеза? Осталось совсем немного

25 Сентября 2013 в 19:00, Илья Хель 3 250 просмотров 11

Синтез NIF

Мечта о зажигании самостоятельной реакции синтеза с высоким выходом энергии — подвиг, сравнимый с тем, чтобы создать миниатюрную звезду на Земле — скоро может стать реальностью. Во всяком случае, так считают авторы новой статьи, опубликованной в журнале «Физика плазмы» (Physics of Plasmas).

Исследователи из Национального комплекса зажигания (NIF), участвующие в общем проекте с отделом энергетики Ливерморской национальной лаборатории, сообщают, что осталось по меньшей мере одно существенное препятствие, которое нужно преодолеть, прежде чем появится возможность создания высокостабильного и крайне точного направленного взрыва, необходимого для зажигания. Эксперименты начались в 2010 году, и с тех пор ученых ждала несусветная тьма препятствий на пути к цели.

Чтобы добиться зажигания (которое определяется как точка, в которой реакция синтеза начинает производить больше энергии, чем необходимо для ее инициации), NIF направляет 192 лазерных луча в фокус и производит одновременные с точностью до миллиардной доли секунды импульсы внутри криогенно охлажденного hohlraum (нем. «полая комната»), полого цилиндра размером с карандашную резинку. В hohlraum находится капсула размером с шарик подшипника, содержащая два изотопа водорода, дейтерий и тритий (D-T). Сведенный лазер обеспечивает 1,8 МДж энергии и 500 тераватт мощности — в 1000 раз больше, чем требуется США одновременно в один момент — чтобы создать «рентгеновскую печь», которая взорвет капсулу D-T с температурой и давлением, аналогичным тем, что найдены в центре солнца.

«Мы хотим использовать рентгеновские лучи для взрыва внешней оболочки капсулы в очень контролируемом режиме, поэтому капсула D-T сжимается только до определенных условий, чтобы запустить реакцию синтеза», — объяснил Джон Эдвардс из NIF. — «В нашей новой статье мы сообщаем, что NIF выполнил все требования, которые считались необходимыми для выполнения удачной инициации реакции синтеза — достаточная плотность рентгеновских лучей в hohlraum, точная доставка энергии в цель и желаемый уровень сжатия — но есть еще минимум одно препятствие: преждевременный распад капсулы».

В статье Эдвардс и его коллеги обсуждают, как они используют диагностические инструменты, разработанные в NIF, для определения причин возникновения проблемы.

«В некоторых испытаниях зажигания мы измерили рассеяние испускаемых нейтронов и обнаружили разные по силе сигналы в разных местах капсулы D-T», — говорит Эдвардс. — «Это означает, что поверхность оболочки не является равномерно гладкой, и что в некоторых местах она тоньше и слабее, чем в других. В других экспериментах спектр рентгеновского излучения показал, что топливо D-T и капсула сильно смешались — в результате гидродинамической нестабильности — и помешали процессу».

Команда NIF сконцентрирует свои усилия на определении точного характера нестабильности и разработает улучшенную крепкую капсулу. Достижение этого рубежа расчистит путь для дальнейших успехов в ядерном синтезе. Осталось только разоружиться.

Кому ядерного синтеза? Осталось совсем немного

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

11 комментариев

  1. play2106

    не подорвите землю только. энергетический кризис станет хоть меньше

  2. ca3ah

    Все таки Майа не сильно ошиблись с датой конца света. Ученные, я вас на том свете найду, если из-за вас случится катастрофа

  3. anton.smirnov

    Это будет как в человеке пауке с доктором октавиусом?

  4. ShellDon

    Тоже подумал о человеке пауке:)))))

    • zedolazer

      Скорее как в железном человеке)

      • play2106

        В железном человеке говорится о холодном синтезе. Скорее как в человеке пауке 2

        • Guru

          Учи мат часть. Холодный ядерный синтез - это и есть то о чем тут речь! Горячим ядерным синтезом называют синтез с перегревом рабочего вещества - это то что происходит при термоядерном взрыве (взрыв водородной бомбы например)

  5. AlexandrRnD

    Хорошая статья.
    В дополнение можно ещё посмотреть фильм ВВС из цикла "Горизонт" - "Можно ли создать звезду на Земле?"

  6. Kent

    Отрывок из книги М.Веллера «Все о жизни».

    «И вот вам знаменитый советский ядерный полигон - заполярный остров Новая Земля (поистине со смыслом название): легендарные испытания стомегатонной водородной бомбы в 1961 году. Пожалуйте в бункер... дайте товарищу место у перископа.
    На стопятидесятиметровой вышке - боеприпас. На земле вдаль идут - окопы, блиндажи, городки искусственные, животные пасутся на разных расстояниях. Боевая техника в укрытиях и поверху. Тундра, серо. У берега меж льдин старые пустые корабли болтаются.
    Пошел отсчет секунд! Замерли генералы, замерли ученые.
    Вспыхнула на вышке нереальной слепящей яркости сфера, разом полыхнули постройки, грянул неземной силы ураган, смел все вокруг. Многокилометровая стена праха ударила кругом во все стороны, всклубился и вырос снизу в бешеном вращении черный смерч в километры диаметром - вверх плывет белый бушующий шар, окутался дымной шапкой в десятки километров ширины. Встал жуткий гриб в стратосферу.
    Вот это мощность! Вот это боеприпас! Вот это испытания! Вот это торжество советской военной науки! Винти, ребята, дырочки для орденов.
    Кивают головами ученые. Закуривают удовлетворенно генералы. Шампанским хлопают в бункере: «За успех!»
    Стоит двадцатикилометровый апокалиптический гриб над землей, и пылает в центре шапки гигантская огненная сфера. Аж самим жутко.
    Минуту пылает. Две пылает.
    Смотрят все в перископы с увеличенным вниманием. Расчетное время, однако, истекает. Что надо запустили реакцию. Полная расчетная мощность. Даже больше выходит.
    Пятнадцать минут! Все уже понимают, что это... несколько превышает расчеты. Хорошо, конечно... но, знаете, тут не шутки. Оживление спадает, начинает попахивать напряженностью.
    Полчаса!!
    Братцы, что-то мы не совсем точно рассчитали. Что-то не совсем так. Народ бледнеть начинает. Ученые спорят тихо и лихорадочно.
    Час!!!
    Продолжает бушевать безумной мощности взрыв! Гигантский шар раскаленной плазмы бушует над Землей!
    И тут вспоминают: говорил, говорил же Нильс Бор... что теоретически возможно запустить такой мощности, такого объема термоядерную реакцию, что пойдет она не с отрицательным балансом, а с положительным. Поверхность пламенного сгустка и температура его будут таковы, что начнет вовлекаться в синтез водород воздуха и водяных паров атмосферы, а кислород выгорать, и пойдет реакция с положительным балансом... а там и вода с ее водородом и кислородом, Мировой Океан... и пока, значит, все топливо не кончится... хотя, когда уж пойдет как следует, так это быстро.
    Опытным путем, конечно, это проверить трудно было. Но теоретически он допускал, что - возможно... И - вот вам.
    И тут кому-то делается плохо. И кому-то нужен врач. И у кого-то происходит непроизвольное мочеиспускание. Зеленые генералы плачуще матерят ученых. Ученые утирают пот и обмениваются довольно бессмысленными замечаниями.
    Закуривай, ребята. Конец света. ... твою мать!..
    Два часа!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
    Где-то на горизонте летают американцы и в ужасе смотрят, что это сотворили эти кошмарные русские.
    И через два часа реакция начинает явно сворачиваться. Иссякает. Тускнеет, гаснет сфера.
    Сил радоваться ни у кого уже нет. Отдуваются, и с бессмысленными блаженными улыбками опускаются сесть на что попало. Спиртик разводят и глотают - ну, падла, есть что праздновать.

    После этого и закрыли на пять лет Новую Землю вообще. Уж слишком высока радиация даже для ядерного полигона, соваться нельзя. И крабов вокруг ловить перестали - многовато дряни у них в панцире накапливается после этого эксперимента.
    А доложили все в подробностях лично Хрущеву. Хрущев: а что, возможно в принципе создать такую бомбу, чтоб реакция шла с положительным балансом? Посчитать надо, Никита Сергеевич. Считайте! Стали считать. Через восемь месяцев положили расчеты: можно.
    Ужаснулись в правительстве, и положили это под сукно. В сейф. Со всеми мыслимыми грозными грифами секретности. С глаз и от греха подальше.
    И стали договариваться с американцами о полном и вечном запрещении ядерных испытаний на земле, в атмосфере и под водой. Не гуманизма ради, а спасения для. Как только и возможно, на таких переговорах была масса сверхсекретной информации поведана друг другу - не для печати и всеобщего сведения народов. И летом шестьдесят третьего года подписали это историческое запрещение. Хрущев с Кеннеди.
    Вот на этом чуть не кончилась наша с вами история.
    Весь водород атмосферы и океана был бы превращен в огненную плазму и гелий в остатке – а заодно выгорела бы вся органика на Земле, уж это ясно, была бы спекшаяся поверхность каменного шара. Примерно так. Уж будьте спокойны.»

  7. provokator

    Ух ты...%

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.