05 декември 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

На крачка от термоядрен синтез, даващ повече енергия от доставената

В National Ignition Facility

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 09 ноември 2021 в 10:54 138762
Добивът от ядрения синтез (в мегаджаули) от 2011 г. до момента. Кредит: LLNL

След десетилетия на изследвания на термоядрения синтез, рекорден добив от повече от 1,3 мегаджоула (MJ) от реакции на синтез бе постигнат за първи път по време на експеримент в американския Национален комплекс на лазерни термоядрини реакции NIF на Националната лаборатория "Лорънс Ливърмор" (LLNL) на 8 август, 2021 г.

Тези резултати отбелязват 8-кратно подобрение спрямо експериментите, проведени през пролетта на 2021 г., и 25-кратно увеличение спрямо рекордния добив на NIF за 2018 г. (вижте графиката горе).

NIF прецизно насочва, усилва, отразява и фокусира 192 мощни лазерни лъча в мишена с размерите на гумичка за молив за няколко милиардни от секундата. NIF генерира температури в тази мишена от повече от 80 милиона градуса по Целзий и налягания от повече от 100 милиарда земни атмосфери. Тези екстремни условия карат водородните атоми в мишената да се слеят и да освободят енергия в контролирана термоядрена реакция.

Физикът от LLNL Деби Калахан (Debbie Callahan) ще обсъди това постижение по време на пленарна сесия на 63-та годишна среща на Американското физическо общество (APS) в раздела по физика на плазмата. Въпреки медийното отразяване на това постижение, този разговор ще представлява първата възможност за разглеждане на тези резултати и пътя напред на научна конференция.

Постигането на тези големи резултати е дългогодишна цел за изследванията на инерционния синтез и поставя изследователите на прага на запалването на  ядрен синтез, важна цел на NIF, които разполагат с най-големият и най-високоенергиен лазер в света.

Изследователската общност за термоядрен синтез използва много технически дефиниции за "запалването" (ignition), но Националната американска академия на науките приема дефиницията за "възвръщаемост, по-голяма от единица" в преглед на NIF от 1997 г., което означава добив на енергия от термоядрен синтез, по-голям от доставената лазерна енергия. Този експеримент произведе добив от термоядрен синтез от приблизително две трети от доставената лазерна енергия, което е поразително близо до тази цел.

Експериментът се основава на няколко постижения, разработени през последните няколко години от екипа на NIF, включително нови  средства за диагностика, усъвършенстване на обвивката на капсулата на мишената, подобрения на пълнещата тръба и холраума (златен цилиндър, който държи капсулата на мишената), повишена прецизност на лазера и промени в конструкцията за увеличаване на енергията, съчетана с имплозията и компресията на имплозията.

Тези постижения откриват достъпа до нов експериментален режим, с нови възможности за изследвания и възможност за сравнително моделиране, използвано, за да се разбере процеса на приближаване на целта - "възвръщаемост, по-голяма от единица".

Източник: Researchers at the brink of fusion ignition at National Ignition Facility
American Physical Society


Препоръчани материали
+ 1
- 0
Терминът "Overunity", споменат в статията, се употребява за някои водородни и водород-хибридни системи вече над 20 години.
Развитието на Водородни и Био-Енергийни технологии има значителни предимства пред Термоядрените - хиляди пъти по-висока безопасност и по-малки инвестиции, възможност за децентрализирано производство на енергия и мобилни горива, компактност и лесна/евтина поддръжка. Термоядреното лоби обаче е твърде силно и въпреки липсата на значим напредък през последните 50 години, политиците с охота отпускат нови милиарди от джоба на данъкоплатеца за очевидно обречени на неуспех експерименти.
+ 1
- 0
Експерименти с термоядрен синтез се правят още от 1968 г. в Дубна, СССР, с реактора ТОКАМАК.
Оттогава досега в тази идея са наляти стотици милиарди долари, без особен резултат.
На 10 декември 2015 бе произведена, за около 30 секунди, първата плазма в Реактора Wеndelsein 7-X Stellarator на института Макс Планк в Германия -- https://de.wikipedia.org/wiki/Wendelstein_7-X .
Дадените до момента суми по този проект са над 1 млрд. Евро.
Засега поддържането на плазма с температура около 80-100 млн. градуса за по-дълго време е невъзможно.
Въпреки че плазмата се фиксира и държи в центъра на камерата с мощни електромагнити и не докосва стените ѝ, възникват проблеми с охлаждането на термичния щит и на неутронното екраниране (2м дебел бетон, обогатен с бор.)
Работи се и по френския реактор ИТЕР и по китайския - най-големия в света за момента.
Мнението на скептиците е, че едва ли някога ще се преодолее проблема с поддържането на плазма в непрекъсваем процес, годен за промишлен добив на енергия
 
Още от : Новини
Какво е социална екология?
03 декември 2021 в 12:45
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.