Тэхналогіі магнітнага поля наблізілі прыручэнне тэрмаядзернай энергіі
Сонца і ўсе зоркі падсілкоўваюцца выбуховым працэсам ядзернага сінтэзу, які адбываецца ў іх ядрах пры мегавысокіх тэмпературах і цісках. Авалодванне тэрмаядзернай тэхналогіяй можа даць чалавецтву практычна невычэрпныя крыніцы энергіі. Навукоўцы зрабілі чарговы крок насустрач тэхналогіі будучыні, якая можа змяніць наш свет.
Тэрмаядзерная энергетыка — гэта форма выпрацоўкі энергіі пры дапамозе рэакцый ядзернага сінтэзу, у працэсе якога два больш лёгкія атамныя ядры аб'ядноўваюцца і ўтвараюць больш цяжкае ядро — і пры гэтым выдзяляецца энергія. Даследаванні тэрмаядзерных рэактараў пачаліся яшчэ ў 1940-я гады, але па стане на 2022 год ніводная канструкцыя не давала станоўчага каэфіцыента ўзмацнення тэрмаядзернай энергіі, г.зн. выходная магутнасць пакуль меншая, чым уваходная.
Але энергія тэрмаядзернага сінтэзу можа быць больш рэалістычнай перспектывай, чым вы думаеце. У новым даследаванні навукоўцы, якія спадзяюцца выкарыстаць ядзерны сінтэз — тую самую крыніцу энергіі, якая сілкуе Сонца і іншыя зоркі, — пацвердзілі, што магнітныя палі могуць павялічыць выхад энергіі ў іх эксперыментах.
Як паведамляе выданне Vice, даследчыкі Лівермарскай нацыянальнай лабараторыі ў Каліфорніі выявілі, што новая ўстаноўка магнітнага поля больш чым у тры разы павялічыла выхад энергіі «гарачай кропкі» тэрмаядзернай рэакцыі ў эксперыментах і трохі наблізілася да ўзроўню, неабходнага для самападтрымальнага запальвання ў плазме.
«У вас ёсць тое, што мы называем гарачай кропкай. Гэта мільёны градусаў, і вакол іх проста пакаёвая тэмпература. Усё гэта цяпло хоча выцякаць, таму што цяпло заўсёды ідзе ад гарачага да халоднага, а магнітнае поле прадухіляе гэта», — распавядае кіраўнік даследавання Джон Мудзі. Такім чынам магнітнае поле тут дзейнічае накшталт ізалятара.
Гарачыя кропкі ў такіх эксперыментах звычайна ствараюцца шляхам стральбы з амаль 200 лазераў у малюсенькія гранулы паліва, зробленыя з больш цяжкіх ізатопаў (або іх версій) вадароду, такіх як дэйтэрый і трытый. Гэтыя лазерныя выбухі ствараюць рэнтгенаўскае выпраменьванне, якое прымушае невялікую капсулу выбухаць, ствараючы экстрэмальныя ціск і тэмпературу, неабходныя для зліцця ізатопаў і вызвалення іх велізарных запасаў энергіі.
Ідэя выкарыстання магнітаў для нагрэву паліва не новая. У 2012 годзе навукоўцы з Універсітэта Рочэстэра выявілі, што яны могуць выкарыстоўваць магнетызм у сваіх інтарэсах. Аднак вышэйапісанае даследаванне ў Лівермарскай нацыянальнай лабараторыі было значна больш эфектыўным: «гарачая кропка» была на 40% гарачэйшай і давала энергіі як мінімум у 3 разы больш — у параўнанні з папярэднімі эксперыментамі. Такі вынік аказаўся нават лепшым за прагнозы.
Аднак да з’яўлення практычных тэрмаядзерных рэактараў усё яшчэ шмат гадоў. Большасць экспертаў лічаць, што на стварэнне працоўнага тэрмаядзернага рэактара спатрэбяцца дзесяцігоддзі, пры ўмове, што гэта ўвогуле магчыма. Выхад энергіі па-ранейшаму значна меншы, чым той, які неабходны для стварэння самападтрымальных рэакцый.
Аднак гэтая знаходка робіць запальванне значна больш дасягальным, і гэта, у сваю чаргу, павышае шанцы на стварэнне энергетычна-станоўчай сістэмы тэрмаядзернага сінтэзу. Гэта таксама не канец эксперыментаў з магнетызмам. Будучы тэст будзе выкарыстоўваць крыягенную капсулу, пакрытую лёдам, каб дапамагчы зразумець фізіку тэрмаядзернага сінтэзу.
Вынікі даследавання сведчаць пра тое, што магніты могуць адыграць ключавую ролю ў развіцці гэтай футурыстычнай формы энергіі, якая тэарэтычна можа забяспечыць амаль бязмежны запас чыстай энергіі.
Каментары