» » Ученые приблизились к созданию неисчерпаемого источника энергии

Ученые приблизились к созданию неисчерпаемого источника энергии

Ученые приблизились к созданию неисчерпаемого источника энергии

Российские физики из Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе в Санкт-Петербурге описали ионные процессы переноса тепла в сферическом токамаке. Результаты исследования, которое еще на один шаг приближает ученых к решению задачи термоядерного синтеза, опубликованы в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.

Если ученым удастся реализовать идею управляемого термоядерного синтеза, человечество получит практически неисчерпаемый источник энергии. Термоядерные электростанции признаются безопасными и экологически чистыми: по сравнению с атомными, в них не происходит взрывных реакций, а в отличие от сжигания углеводородов — нет выбросов углекислого газа и оксидов азота, способствующих глобальному потеплению и загрязняющих окружающую среду. Более того, полученные при термоядерном синтезе нейтроны могут разрушать радиоактивные отходы на атомных электростанциях.

Эксперименты по термоядерному синтезу ведутся во всем мире на специальных установках — токамаках, внутри которых газ легких элементов — водорода, дейтерия и трития — нагревают до температуры 100 миллионов градусов, что позволяет образовать плазму — газ из заряженных частиц: ионов и электронов. Разогретые ионы плазмы сталкиваются друг с другом так же, как это происходит в недрах солнца. При этом образуются ядра гелия и выделяются нейтроны, а энергия нейтронов, которая превышает затраты на разогрев плазмы, может использоваться в промышленности и энергетике.

Основная задача физиков — научиться удерживать плазму внутри термоядерных установок с помощью сильного магнитного поля в течение относительно долгого времени. А для этого нужно не просто знать, какие процессы протекают в этой плазме, но и иметь их математическое описание, чтобы иметь возможность управлять ими. Кроме того, знание ионных процессов в плазме необходимо для проектирования крупных установок типа международного экспериментального термоядерного реактора ITER.

В ФТИ имени А. Ф. Иоффе имеется уникальная экспериментальная термоядерная установка — сферический токамак "Глобус-М", предназначенный для изучения поведения плазмы в лабораторных условиях, а не в реакторном режиме.

Сотрудники института исследовали и описали процесс ионного теплообмена в плазме токамака "Глобус-М". Работа была поддержана грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

"Мы подтвердили, что особенности физических процессов в плазме сферического токамака "Глобус-М" препятствуют возникновению дополнительных потерь тепла по ионному каналу из-за турбулентности плазмы. Это значит, что установка такого типа является хорошей основой для создания компактного источника термоядерных нейтронов", — приводятся в пресс-релизе РНФ слова руководителя исследования, кандидата физико-математических наук Глеба Курскиева.

Термоядерный синтез тем эффективнее, чем лучше нагрев плазмы, а это требует сильного магнитного поля и электрического тока, протекающего по плазме. Наоборот, турбулентность ионов плазмы мешает эффективному нагреву: вместо полезных столкновений ионы отклоняются и уходят из плазмы, что нарушает ее теплоизоляцию. В своей работе ученые оценили степень переноса тепла в сферическом токамаке "Глобус-М".

"Экспериментально подтвержденная модель для расчета параметров нагрева плазмы позволит спроектировать компактный источник высокоэнергичных нейтронов, которые можно использовать для деления тяжелых ядер. В процессе также можно получать энергию. Наше исследование существенно ускорит разработку и внедрение более эффективных ядерных систем, использующих процессы как синтеза, так и деления", — поясняет Глеб Курскиев.

Исследование ученых дополняет фундаментальные знания, полученные в экспериментах на похожих европейских и американских установках. Объединив результаты экспериментов, в дальнейшем можно будет спроектировать более совершенное устройство для ядерных реакций синтеза, считают ученые.

19 март 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Стало понятно, как пластиковый мусор скапливается и перемещается в Мировом океане

Ученые проанализировали процессы накопления и перемещения пластикового мусора в Мировом океане

Моделирование звуков гудения магнитного поля Земли

Физик Люсиль Турк из Университета Хельсинки в Финляндии представил моделирование звуков гудения магнитного поля Земли, которое защищает планету от излучения солнечного ветра....

Где сейчас "Вояджеры"?

Космический аппарат «Вояджер-2» был запущен НАСА в 1977 году в рамках программы «Вояджер» по исследованию дальних планет Солнечной системы, и в этом году исполняется 42 года с момента его запуска....

Гидрид гелия — первая молекула во Вселенной — образуется в космосе и сейчас

Астрофизики из Германии и США обнаружили в космосе спектральную подпись ионизированных молекул гидрида гелия, которые на заре существования Вселенной положили начало космической химии. Это вещество

Центрифуга для крови

Для того, чтобы получить правильные и точные результаты исследования крови необходимо обязательно применять именно современное новейшее оборудование, которое полностью отвечает всем установленным

Как излучения влияют на организм?

Многолетние клинические наблюдения, накопившиеся за период исследований врачами практиками, а также данные экспериментально полученные в опытах in vivo и in vitro, доказывают высокую эффективность
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?На МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над АнтарктидойКаким будет мир с населением 10 миллиардов человек?Самые красивые города на воде