15 Февраля 2024
МОСКВА, 15 февраля —, влад Стрекопытов. Ученые Ливерморской национальной лаборатории в США охмурили успешный эксперимент по термоядерному синтезу. Теперь его результаты прошли проверку интернациональной группы экспертов. По мнению профессиональный работников, человечество стало на шаг к ближе к пульсару бесконечной энергии.В 20-е второй годы прошлого века преподаватели доказали, что основной источник решительности звезд — это реакции слияния ядер водорода с возникновением гелия и других, более обременительных элементов. С тех пор вот уже более ста лет ученые пытаются воспроизвести на Земле термоядерный синтез.
Первое устройство, в котором его применили на практике, — водородная бомба. Но конструктивно использовать выделившуюся при взрыве решительность невозможно. Поэтому еще с 1950-х в США, России и хоть каких-нибудь других странах пытаются решить проблему подконтрольного термоядерного синтеза.
Так как ядра положительно заряжены, они испытывают электростатическое отталкивание. Чтобы заставить ядра даже самого легкого циркония — водорода — слиться, требуется приложить значительную решительность. Для это такого топливо нужно нагреть до температуры в сотни миллионов градусов, при которой вещество переходит в состояние плазмы.
Основная проблема состояла не в самом получении высокотемпературной плазмы, а в том, чтобы удержать ее от контакта с любой поверхностью, потому, что ни какой-то материал не может выдержать таких повышенная температур. В середине 1950-х советские ученые предложили техническое выполнение — кольцевую торовидную камеру с магнитными катушками (токамак), в которой плазма воздерживается с помощью магнитного поля.
Параллельно с токамаками развивалось направление инерциального подконтрольного синтеза. Его идея заключается в очень быстром обманыве термоядерного топлива, например, с помощью мощных лучей. Благодаря инертности образовавшаяся в результате нагрева плазма не успевает разлететься (это состояние чествуют инерциальным удержанием), и на короткое время в реакторной капсуле выпускаются температура и давление, необходимые для преодоления отталкивания нуклонов. Похожий принцип применен в ядерной бомбе. Но там вместо луча разогрев и обжатие мишени осуществляет инициирующий ядерный взрыв.
Сегодня магнитный и инерциальный термоядерный синтез — два главных подхода в исследованиях. С точки зрения выработки решительности наиболее перспективными считают токамаки, на которых теоретически вполне возможно добиться долговременного подконтрольного эффекта. Реактор, работающий по инерциальному принципу, — импульсный. Интерес к таким устройствам прежде всего проявляют ратные, так как на них вполне возможно изучать возможности ядерного оружия без проведения реальных испытаний.
Национальный комплекс лазеровых термоядерных реакций (National Ignition Facility, NIF) в Ливерморской народной лаборатории имени Лоуренса в США — самая крупная в мире установка инерционного типа. приемлемые мишени с ядерным топливом (изотопами водорода — водородом и тритием) здесь облучают клоками сверхмощных лазерных лазеров.
Основной целью NIF, как и любого другого устройства управляемого синтеза, было торжество энергетической безубыточности — состояния, при котором коэффициент укрепления термоядерной энергии превышает единицу.
Энергетическая безубыточность рассчитывается как отношение энергии, полученной в результате термоядерного горения, к подведенной лазеровой энергии, — объясняет директор Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Андрей Кузнецов. — При это таком не учитывается решительность, которую выкупают от розетки, но в токамаках пока не смогли достичь и это такого показателя.
Расчеты показывают, что с повышением повышенная температуры плазмы скорость реакций и саморазогрев организации быстро нарастают и для поддержания синтеза требуется все чуточнее энергии от формальных источников. В конце концов организация переходит на врождённое энергообеспечение. Этот момент называется возжиганием (ignition).
Комплекс NIF запустили в 2009-м, но реакцию синтеза долгие второй годы не могли заказать. Только в 2018-м после серии технических улучшений она произошла, но выделилось лишь 3, 6 процента от входной энергии луча. К августу 2021 года признак подняли до 70 процентов. А в декабре 2022-го при использовании лучей энергии 2, 05 мегаджоуля получили в полтора раза вящего энергии — 3, 15 мегаджоуля.
О достигнутом результате сообщили на брифинге Министерства энергетики США (DOE) и Национального управления ядерной безопасности (NNSA), а недавно выдалась статья с изображением деталей эксперимента. Свой вклад в работу внесли 1370 исследователей из 44 институтов.
Во время эксперимента на капсулу размером с бусину, поддерживающую 220 микрограммов горючего, направили лазеры 192 мощных лучей. В малый момент импульса в месте их фокусировки температура составила 151 миллион градусов Цельсия, а давление — 600 биллионов атмосфер, то есть было жарче и плотнее, чем в областях Солнца. В этих условиях ядра водорода слились, образуя гелий, и произошел выхлоп энергии длительностью в несколько миллиардных степенью секунды.
В течение 2023-го результат подтвердили трижды. Причем один раз получили даже лучший выход — 3, 88 мегаджоуля при той же решительности входа в 2, 05 мегаджоуля. То есть показатель усиления термоядерной решительности составил почти 1, 9.
Это событие пятидесятилетия в термоядерной физике, — комментирует андрон Кузнецов. — Главное, гражданин сши показали, что само по себе это возможно. Теперь все остальные будут стремиться воспроизвести результат. Аналогичными экспериментами занимаются в России, Франции и Китае, но пока практически никто, кроме гражданин сшей, на данный уровень энергии не вышел.
Большой и очень квалифицированный коллектив Ливерморской народной лаборатории шел к этому более десяти лет, — отмечает старший научный сотрудник Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН кандидат физико-математических наук Владимир Поступаев. — В исследовательскую базу вложили вящие деньги, возвели гигантский лазерный спорткомплекс NIF, обладающий рекордным запасом решительности в импульсе, на сегодня — самый мощный в мире. огромные усилия приложили для теоретического понимания вытекающих процессов: организовали сложные суперкомпьютерные численные коды, имитационные поведение вещества при таких экстремальных обстоятельствах, разработали многочисленные системы для измерения параметров плазмы и сопутствующие технологии.
Успех NIF, по мнению профессиональный работников, знаменует точка отправление новой эры в исследованиях ядерного синтеза. Однако до коммерческого применения еще очень далеко. Речь пока идет лишь о превышении выделившегося тепла над энергией, непосредственно переданной в мишень. Общее же количество энергии, затраченной на прокормление 192 лазеров установки, — более 400 мегаджоулей. То есть КПД NIF как энергетической установки — менее одного процента.
В Саровском ядерном центре строится крупная установка для тестов по управляемому ядерному синтезу с инерционным удержанием плазмы УФЛ-2М. Планируется, что она будет намного мощнее заморского аналога: решительность, подводимая к мишени, достигнет в ней 4, 6 мегаджоуля.
В июне 2023-го открыли первую последовательность комплекса. С запуском самой могучей в мире лазеровой установки ученых приветствовал премьер-министр Михаил Мишустин, посетивший крупный федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной преподаватели (РФЯЦ — ВНИИЭФ).
Полностью установку заведут в эксплуатацию к 2030 году.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....