Ученые добились увеличения положительного энергетического баланса реакции термоядерного синтеза на установке NIF

Термоядерный синтез


Достижения в области управляемых реакций термоядерного синтеза являются крайне редкими событиями. На этом фоне достижение команды исследователей из Национальной лаборатории имени Лоуренса, работающей с лазерной установкой National Ignition Facility (NIF), выглядит более чем впечатляюще. Впервые исследователям удалось добиться того, что в результате реакции термоядерного синтеза топлива, состоящего из смеси дейтерия с тритием, выделилось больше энергии, чем было затрачено на ее инициацию.

К сожалению, сейчас исследователи еще далеки от главной цели своих экспериментов, от инициации самоподдерживающейся реакции термоядерного синтеза. Это происходит из-за того, что большая часть от 1.8 мегаджоулей энергии импульсов лазерного света тратится впустую. Лишь менее одного процента от суммарной энергии импульсов света 192 лазеров достигает шарика топлива, содержащего 170 микрограмм смеси дейтерия и трития.

Отметим, что информация о первых "поджигах" реакции термоядерного синтеза на установке NIF была опубликована в августе прошлого года, а количество энергии, выделившейся в виде высокоэнергетических нейтронов, составила около 8 тысяч джоулей. А недавно, согласно информации опубликованной в журнале Nature, исследователям удалось поднять уровень выделяющейся энергии до 17 тысяч джоулей, что уже превысило количество энергии, "закачанной" непосредственно в топливный шарик.

Следует напомнить нашим читателям, что конечной целью создания лазерной установки National Ignition Facility и проводимых на ней экспериментов являлось получение самоподдерживающейся реакции термоядерного синтеза. Согласно первоначальным планам, цель должна была быть достигнута уже к концу 2012 года. Но, как всем хорошо известно, несмотря на то, что конечный срок неоднократно переносился, главная цель так и не была достигнута.

Капсула с термоядерным топливом


Произведя анализ всех собранных во время экспериментов данных, ученые обнаружили главную ошибку, которая мешала им двигаться дальше. Все дело оказалось в форме импульса лазерного света, который начинался с минимальной мощности, увеличивающейся до максимума к концу импульса. Такая форма импульса обеспечивала максимальную эффективность сжатия топливного шарика, но вместе с этим она стала источником нестабильности всей системы в целом. Когда температура и давление в пределах топливного шарика начинали приближаться к условиям возникновения реакции термоядерного синтеза, в объеме топлива возникли многочисленные крошечные локальные очаги этой реакции, которые выделяли энергию и становились причиной взрыва. Этот взрыв распылял топливо, его плотность резко уменьшалась и реакция синтеза не могла идти дальше.

Обнаружив такое явление, исследователи кардинально изменили форму импульса лазерного света, который начинался с уровня максимальной мощности постепенно сходя на нет. Такая форма импульса не позволяет добиться высокой степени сжатия топлива, но она очень быстро поднимает его температуру до огромного значения, что приводит к взрывообразному расширению топлива, которое создает локальные области высокого давления, требующиеся для инициации реакции термоядерного синтеза. Совместное действие двух вышеописанных эффектов позволяет получить условия, требующиеся для начала реакции, оставляя при этом всю систему в относительно стабильном состоянии.

"В результате наших нововведений мы получили давление в топливном шарике в 150 миллиардов атмосфер. Плотность материала топлива в таких условиях превысила в 2.5-3 раза плотность материи в ядре Солнца" - рассказывает Омар Уррикане (Omar Hurricane), физик из Лаборатории Лоуренса, - "При этом, топливный шарик подвергся не такому уж и большому сжатию, он был сжат всего в 35 раз, намного меньше, чем мы добивались в предыдущих экспериментах".

В ближайшее время ученые NIF планируют еще увеличить в положительную сторону энергетический баланс реакции термоядерного синтеза. Это может быть достигнуто за счет изменения формы и конструкции капсулы, заключающей в себе шарик смеси трития и дейтерия, и если это удастся успешно реализовать, то следующим шагом экспериментов уже может стать инициация самоподдерживающейся реакции.




Ключевые слова:
Лазер, Проект, National Ignition Facility, NIF, Термоядерный, Синтез, Реакция, Энергия, Импульс, Свет, Форма

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым NIF впервые удалось достичь положительного энергетического баланса и ...
  • Ученые из MIT обнаружили новый вид реакций термоядерного синтеза.
  • Алмазная пуля, разогнанная до скорости 1000 км/сек, может вызвать реакцию т ...
  • Самый большой в мире лазер делает первые шаги к реализации управляемой реак ...
  • Искусственная «звезда» - безграничный источник энергии.




  • 14 февраля 2014 08:24
    #1 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Всё это слишком сложно, чтобы быть правильным. Попытки действовать
    прямолинейно, "сжать, нагреть, критерий Лоусона, и всё пойдёт" в течение
    уже 60лет ни к чему не привели, и в ближайшие лет 30-50 (по словам самих
    токамачников и др.) энергии термояда не будет. Не пора ли вспомнить идеи
    академиков Власова, Завойского в этой области, которые в своё время
    были отвергнуты апологетами токамачной идеи? Да и опытные работы по
    холодной трансмутации элементов Уруцкоева, Адаменко и др., в которых тоже
    выход энергии нередко превышал подводимую, пора уже вспомнить и
    продолжить, если нужна энергия, а не благополучие отдельных людей.
    А нейтроны в опытах по синтезу получали ещё 40-50лет назад.
        
    14 февраля 2014 10:10
    #2 Написал: yuriymos

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Доить будут еще долго.
        
    14 февраля 2014 19:37
    #3 Написал: kreking

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Аналогичные установки термоядерного синтеза уже дома собирают.
    Статья "Подросток собрал термоядерный реактор в гараже своего отца" http://www.pravda-tv.ru/2013/02/09/21989
        
    14 февраля 2014 23:03
    #4 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1488
    kreking, дома это хорошо, а то вон Ирану не дают энергию тяжелых ядер осваивать, пусть переходит на домашний термояд lol
        
    14 февраля 2014 23:10
    #5 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 770
    интересно, а наноматериалы не помогут с качеством капсулы?


    --------------------
        
    15 февраля 2014 12:51
    #6 Написал: kreking

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Некоторые ссылки не вставляются, например nnm.xx
    http://savepic.ru/4986628.jpg
    Читайте о надувательстве по ссылкам в картинке, только придётся руками набирать.

    Цитата: Zerger
    интересно, а наноматериалы не помогут с качеством капсулы?

    Помогут, Чубайсу однозначно.
        
    15 февраля 2014 13:48
    #7 Написал: HeavyGait

    Публикаций: 3
    Комментариев: 531
    Цитата: volod
    Ирану не дают энергию тяжелых ядер осваивать

    "Как ни стараются Иранские физики-ядерщики, всё равно получается гашиш". lol


    --------------------
        
    15 февраля 2014 23:06
    #8 Написал: Glenfiddich

    Публикаций: 0
    Комментариев: 199
    Цитата: HeavyGait
    "Как ни стараются Иранские физики-ядерщики, всё равно получается гашиш". lol


    wink


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.