20 ноември 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Лазерно нагрявани нанопроводници произвеждат мини ядрен синтез с рекордна ефективност

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 18 март 2018 в 00:0062560
Нагряването на миниатюрни проводници с лазери в лаборатория е постигнало онова, което гигантските експерименти, струващи милиони, опитваха да постигнат, Изображението показва измерванията на йонните енергийни спектри на излъчената енергия от термоядрения синтез. Снимка: Advanced Beam Laboratory/Colorado State University

Ядреният синтез, процес, който дава енергия на нашето Слънце, се случва когато ядрените реакции между леки елементи произвеждат по-тежки. Но това може да се случи и в по-малък мащаб - в лаборатория в Университета на Колорадо, разказва Phys.org.

С помощта на компактен, но мощен лазер за загряване на масиви от подредени нанопроводници, учени и сътрудници на Университета на Колорадо (CSU) демонстрират ядрен синтез в микромащаб в лабораторията си. Те постигат рекордна ефективност за генериране на неутрони - неутрални субатомни частици в резултат на процеса на синтеза.

Тяхната работа е описана подробно в статия, публикувана в Nature Communications, и се ръководи от Хорхе Рока (Jorge Rocca), университетски преподавател по електротехника, компютърно инженерство и физика. Първият автор на статията е Алдел Къртис (Alden Curtis), и двамата от CSU.

Лазерно управляваните контролирани експерименти с термоядрен синтез обикновено се извършват с лазери, струващи стотици милиони долари, които се намират в сгради, големи колкото стадион. Такива експерименти обикновено са насочени към оползотворяването на синтеза, за приложението му като чиста енергия.

Целевата камера (отпред) и ултрамощният лазер (отзад), използвани в експеримента за микромащабен синтез в Университета на Колорадо. Кредит: Advanced Beam Laboratory/Colorado State University

За разлика от тях, екипът на Рока, работи с ултра бърз, високопроизводителен лазерен прибор, изграден от нулата от изследователи от Лабораторията Advanced Beam Laboratory към университета. Те използват своя бърз импулсен лазер, за да облъчат малки невидими проводници, които съдържат източник на деутерий, един от двата стабилни изотопа на водорода и обичаен източник на гориво за ядрен синтез.

Експериментът доведе до верижна реакция на събития на синтез, които създават гореща и плътна плазма, съдържаща хелий и силно енергийни неутрони в условия, приближаващи се до онези, които са вътре в Слънцето.

Лазерно нагряваните нанопроводници произвеждат ядрен синтез в микромащаб. В горния ляв ъгъл: Изображение на сканиращ електронен микроскоп на подравнени деутерирани полиетиленови нанопроводници. Другите панели са триизмерни симулации на нанопроводниците, които бързо експлодират след облъчване с ултра-интензивен лазерен импулс. Кредит: Advanced Beam Laboratory/Colorado State University

В своя експеримент екипът е произвел рекорден брой неутрони за единица лазерна енергия - около 500 пъти по-добре от експерименти, които използват за цели конвенционални плоски плочи от същия материал.

Целта на лазера бе набор от нанопроводници, изработени от материал, наречен деутериран полиетилен (deuterated polyethylene). Материалът е подобен на широко използваната полиетиленова пластмаса, но нейните обикновени водородни атоми са заместени от деутерий - по-тежък вид водороден атом.

Синтезът в малък мащаб може да доведе до напредък в неутронно базирани изображения и неутронни сонди, които да дадат възможност да се види структурата и свойствата на материалите. Резултатите също така допринасят за разбирането на взаимодействието на ултра-интензивната лазерна светлина с материята.


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.