Вся мощь термоядерного топлива: революция в энергетике уже на пороге - 29 Августа 2017 - DigiPortalNews.com
Вторник, 26.09.2017, 03:09




ГЛАВНЫЕ НОВОСТИ

ДРАЙВЕРЫ

РУБРИКИ
Накопители [680]
Платформа [1114]
Фото и Видео [174]
Мобильные устройства [2744]
Гаджеты [49]
Разное [472]
Видеокарты [853]
Процессоры [659]
Безопасность [34]
Охлаждение [225]
Наука и техника [193]
Технологии [94]
Интересное [187]
Память [246]
Акустика [134]
Звук [118]
Принтеры и факсы [41]
Корпуса и БП [306]
Софт [122]
Навигация [43]
Новости компаний [137]
Мониторы [426]
Аналитика [43]
Авто [10]
Обзоры [19]
Сети и Интернет [10]
НОУТБУКИ




Вся мощь термоядерного топлива: революция в энергетике уже на пороге


Добавлено: 29.08.2017 в 15:31

281

энергетика, технологии


Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) совместно с коллегами из США и Брюсселя разработали новый тип термоядерного топлива. С его помощью можно получить в десять раз больше энергии, чем из всех существующих образцов. Новое топливо содержит три вида ионов — частиц, заряд которых изменяется в зависимости от потери или приобретения электрона. Для изучения топлива используется токамак — тороидальная камера для магнитного удержания плазмы, создающая условия для управляемого термоядерного синтеза. Эксперименты с новинкой проводятся на базе токамака Alcator C-Mod, принадлежащего MIT, который обеспечивает наивысшее напряжение магнитного поля и давление плазмы во время испытаний.

Секрет нового топлива

Alcator C-Mod последний раз был запущен еще в сентябре 2016 года, но данные, полученные в результате проведенных экспериментов, были расшифрованы лишь недавно. Именно благодаря им ученым и удалось разработать новый, уникальный тип термоядерного топлива, значительно увеличивающего энергию ионов в плазме. Результаты были настолько обнадеживающими, что исследователи, работающие на Объединенном европейском торе (JET, еще один современный токамак) в Оксфордшире, США, провели собственный эксперимент и достигли такого же увеличения выработки энергии. Исследование, в котором подробно изложены результаты работы, было недавно опубликовано в Nature Physics.

Ключом к повышению эффективности ядерного топлива было добавление незначительного количества гелия-3 — стабильного изотопа гелия, который вместо двух нейтронов обладает лишь одним. Ядерное топливо, используемое в Alcator C-Mod, ранее содержало только два типа ионов, ионы дейтерия и водорода. Дейтерий, стабильный изотоп водорода с одним нейтроном ядре (у обычного водорода нейтронов нет совсем) составляет порядка 95% от общего состава топлива.

 

 

Токамак JET: вид изнутри

Исследователи из Центра плазмы и синтеза MIT (PSFC) использовали радиочастотный нагрев для того, чтобы воспламенить топливо, удерживаемое в форме суспензии промышленными магнитами. Этот метод основан на использовании антенн вне токамака, которые воздействуют на топливо с помощью радиоволн определенных частот. Они калибруются так, чтобы поражать лишь материал, количество которого в суспензии меньше всех прочих (в данном случае это водород). Водород обладает лишь малой долей от общей плотности топлива, а потому фокусировка радиочастотного нагрева на его ионах позволяет достичь экстремально высоких температур. Возбужденные ионы водорода затем взаимодействуют с ионами дейтерия, и полученные в результате из взаимодействия частицы бомбардируют наружную оболочку реактора, выделяя огромное количество тепла и электроэнергии.

А что же гелий-3? В новом топливе его меньше 1%, но именно его ионы играют решающую роль. Сфокусировав радиочастотный нагрев на столь незначительном количестве вещества, исследователи подняли энергию эонов до уровня мегаэлектроноволь (МэВ). Электроновольт — это количество энергии, полученное\потерянное в результате перехода электрона от одной точки электрического потенциала на уровень в 1 вольт выше. До сих пор мегаэлектронвольты в экспериментах с термоядерным топливом были лишь пределом мечтаний ученых — это на порядок больше, чем энергия всех образцов, полученных до сих пор.

Токамак: исследование термоядерных реакций

 

 

Alcatre C-Mod и JET представляют собой экспериментальные камеры термоядерного синтеза с возможностью достижения тех же плазменных давлений и температур, которые потребуются в полномасштабном реакторе синтеза. Стоит отметить, впрочем, что они меньше по размерам и не дают того, что исследователи называют «активированным синтезом» — синтеза, энергия которого напрямую преобразуется в энергию, которую можно использовать для других нужд. Тонкая настройка состава топлива, частоты радиоволн, магнитных полей и других переменных в этих экспериментах позволяют исследователям тщательно выбрать наиболее эффективный процесс синтеза, который потом можно будет воспроизвести в промышленном масштабе.

Как уже было сказано, американским ученым, работающим на JET, удалось не просто достичь тех же результатов, но и сравнить их с работой западных коллег, в результате чего научное сообщество получило уникальные данные измерений различных свойств невероятно сложных реакций, происходящих в перегретой плазме. В MIT исследователи использовали метод получения изображений реакции с помощью фазово-контрастной микроскопии, благодаря которому фазы электромагнитных волн трансформируются в контраст интенсивности. В свою очередь, ученые JET обладали возможностью более точно измерять энергию полученных частиц, и в результате картина того, что происходит во время реакций синтеза, получилась наиболее полной.

Ядерный синтез: революция в энергетике

Что это значит для нас с вами? Как минимум значительный прорыв в технологической сфере. Ядерный синтез, поставленный на нужды промышленности, может произвести революцию в производстве энергии. Его энергетический потенциал невероятно высок, а топливо состоит из самых распространенных элементов в Солнечной системе — водорода и гелия. К тому же, после сгорания термоядерного топлива не образуется опасных для экологии и человека отходов.

Как отмечает Nature, результаты этих экспериментов также помогут астрономам лучше понять роль гелия-3 в солнечной активности — ведь солнечные вспышки, несущие угрозу для земной энергетики и околоземных спутников, есть ни что иное, как результат протекания термоядерной реакции с колоссальным тепловым и электромагнитным излучением.

 

© Popmech


ОСТАВИТЬ СВОЙ КОММЕНТАРИЙ
Всего комментариев: 0
avatar
ГЛАВНОЕ ЗА НЕДЕЛЮ

ОСТАЛЬНЫЕ НОВОСТИ >>>

[ Все новости ] Архив новостей

НАУКА И ТЕХНОЛОГИИ

КОМПЬЮТЕРНАЯ СБОРКА

Компьютер месяца — сентябрь 2017 года

Противостояние AMD и Intel на рынке настольных центральных процессоров завораживает сильнее, чем последний сезон «Игры престолов». Наконец-то во всех сегментах наблюдается здоровая конкуренция, а потому перед покупкой комплектующих придется хорошенько поломать голову, на чью же сторону в итоге перейти. Уверены, сделать правильный выбор поможет наша ежемесячная рубрика Читать дальше...


Компьютер месяца — июль 2017 года

Дефицит графических ускорителей наблюдается не только в России. Заказать видеокарту уровня GeForce GTX 1060 и выше проблематично даже в США и Европе. Некоторые популярные онлайн-магазины принимают заказы, но со всей ответственностью сообщают о том, что точная дата поступления товара в продажу неизвестна. Я тоже не знаю, сколько еще продлится это безумие, поэтому могу предложить только одно: ждать. Читать дальше...


Компьютер месяца — июнь 2017 года

В команде Intel замена — вместо платформы LGA2011-v3 на поле выходит молодой, но амбициозный игрок под названием LGA2066. Конечно, процессоры Haswell-E и Broadwell-E, а также материнские платы на чипсете X99 Express еще какое-то время будут продаваться, однако при наличии более современных и доступных решений нет смысла смотреть в сторону неактуальной платформы. Читать дальше...


Компьютер месяца — май 2017 года

Детальное изучение Radeon RX 580 показало, что инженерам AMD удалось улучшить частотные характеристики графического процессора Polaris 20 в сравнении с Polaris 10, который использовался в видеокарте Radeon RX 480. Новинка опережает своего предшественника на 5-10% и обладает еще более высоким разгонным потенциалом. Читать дальше...


Компьютер месяца — январь 2017 года

Как говорится, первый пошел. Intel представила процессоры Core седьмого поколения (Kaby Lake) и обновленные наборы логики для платформы LGA1151. Очевидно, что компьютер с нуля лучше собирать на более современном железе. Так что январский «Компьютер месяца» в большей степени посвящен продукции Intel. Пусть корпорация и представила слегка улучшенную версию Skylake-чипов. Читать дальше...

АВТОРИЗАЦИЯ
КАЛЕНДАРЬ НОВОСТЕЙ
«  Август 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031

ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Новости цифровых технологий, науки и техники
Подписаться письмом
СМАРТФОНЫ И ПЛАНШЕТЫ

НАШ ОПРОС
Как часто Вы посещаете наш сайт?

Всего ответов: 2