За последние два года физики, работающие с NIF, смогли в несколько раз повысить энергетическую эффективность "быстрого" термоядерного синтеза. Холо́дный я́дерный си́нтез — предполагаемая возможность осуществления ядерной реакции синтеза в химических (атомно-молекулярных).
Популярное
- Первый термоядерный реактор может заработать уже в 2025 году
- Какие проблемы возникли на ИТЭР и почему задерживается энергопуск российского токамака
- Проект Google не смог обнаружить холодный ядерный синтез
- Регистрация
- Преодоление предела Гринвальда
В Ливерморе совершили прорыв в получении термоядерной энергии
Поступили новости о том, что американским ученым из Национальной лаборатории Лоуренса удалось повторить термоядерный синтез, высвободив больше энергии, чем было затрачено на запуск реакции. Холодный ядерный синтез: истории из жизни, советы, новости. За последние два года физики, работающие с NIF, смогли в несколько раз повысить энергетическую эффективность "быстрого" термоядерного синтеза. Если весь этот изотоп использовать в термоядерном реакторе, выделится столько же энергии, как при сжигании 300 л бензина. Что подпитывает шумиху вокруг коммерческого термоядерного синтеза? Холодный ядерный синтез – это научная теория предполагающая возможность осуществления термоядерной реакции без значительных первоначальных энергозатрат и мощного нагрева ядер топлива для запуска процесса их слияния.
Какие проблемы возникли на ИТЭР и почему задерживается энергопуск российского токамака
Тэги: физика , энергетика , энергия , технологии , термоядерный синтез , ITER , термоядерный реактор Установка лазерного термояда NIF - это сложнейшее инженерно-техническое сооружение: только конденсаторы для питания лазеров занимают площадь с футбольное поле. Фото с сайта www. Сообщение об этом достижении физиков стало главной сенсацией декабря. Об этом на специально созванной пресс-конференции объявили представители Министерства энергетики США.
Подчеркивалось, что это первое в истории получение прироста энергии в ходе реакции термоядерного синтеза. Это означает, что в результате синтеза было получено больше энергии, чем потребовалось от лазера для его начала», — указывается в сообщении Министерства энергетики США. Понятно, что без элементов PR здесь не обошлось.
Но достижение американцев действительно весьма важное в физике экстремального состояния вещества. На основе принципа токамака строится международный экспериментальный термоядерный реактор ITER во Франции. Этот плазменный шнур удерживается должен удерживаться!
Для сравнения: температура газа внутри Солнца — 15 млн градусов. Сам принцип удержания миллионноградусного плазменного шнура в магнитном поле предложен еще в 50-х годах прошлого века выдающимися советскими учеными, академиками Игорем Таммом и Андреем Сахаровым. Может быть, это удастся вам сделать».
Ни у нас в стране, ни где-либо еще. В 2020 году на китайском токамаке EAST ученым из Поднебесной удалось удержать 100-миллионноградусный плазменный шнур в течение 100 секунд. Затем сработала аварийная защита.
Установка NIF принципиально отличается он токамаков. Термоядерная реакция протекает за миллионные доли секунды при сжатии термоядерного топлива в виде шариков размером с маковое зерно — смеси из трития и дейтерия. Для сжатия используют мощные лазеры.
Этот принцип создания и поддержания управляемой термоядерной реакции поэтому и называется лазерный термояд; или — инерциальный. Термояд по капле «Это историческое достижение для исследователей и сотрудников NIF, которые посвятили свои карьеры тому, чтобы увидеть, как термоядерный синтез становится реальностью, и это достижение, несомненно, повлечет за собой новые открытия», — заявила министр энергетики США Дженнифер Грэнхолм. Рекордный эксперимент обошелся американскому налогоплательщику в 3,5 млрд долл.
Строительство проекта SPARC, запущенного в 2018 году, планируется начать в июне следующего года, а сам реактор может заработать в 2025 году. Это намного раньше, чем крупнейший в мире проект термоядерной энергетики, известный как Международный термоядерный экспериментальный реактор ITER : он был задуман в 1985 году, в 2007 году началось проектирование, и, хотя строительство стартовало в 2013 году, ожидается, что первая термоядерная реакция в нем будет проведена в лучшем случае к 2035 году. В SPARC будут использоваться так называемые высокотемпературные сверхпроводящие магниты, которые стали коммерчески доступными только в последние три-пять лет — ощутимо позже, чем был спроектирован ИТЭР и началось его строительство. Для сравнения, сила магнитного поля Земли колеблется от 30 до 60 миллионных долей тесла. Предварительная схема ITER. В семи новых исследованиях ученые описали результаты расчетов и моделирований суперкомпьютеров, лежащих в основе конструкции SPARC. Ожидается, что этот термоядерный реактор будет генерировать как минимум в два, а то и в 10 раз больше энергии, чем потребляет, как показали исследования.
Однако все еще ITER будет как минимум в 5 раз мощнее. А дальше принцип работы схож с текущими атомными электростанциями: тепло от термоядерного реактора будет превращать воду в пар. Он, в свою очередь, будет приводить в действие турбину и электрический генератор, после чего конденсироваться и снова нагреваться у реактора, завершая цикл.
Но технически, для того, чтобы осуществить реакцию — слияние двух атомов водорода с последующим появлением нового вещества и с выделением энергии в качестве побочного продукта — необходимо создание особых условий: сверхдавление на атомы водорода при сверхвысоких температурах. Ядерная физика полагает, что так называемый сплав в иных условиях получить невозможно. Рузи — возмутитель спокойствия справа Что, похоже, и было опровергнуто. Lahey, Jr. Группа использовала мензурку с жидким ацетоном размером с два-три стакана размеры «ядерного реактора» особенно шокируют, правда в иностранной прессе сравнение производится с кофейными чашками. Сквозь жидкость интенсивно пропускались звуковые волны, производя эффект, известный в физике как акустическая кавитация, следствием которой является сонолюминесценция что-то наподобие «освещения, спровоцированного звуком».
Во время кавитации в жидкости появлялись маленькие пузыри, которые увеличивались до двух миллиметров в диаметре и взрывались. Взрывы сопровождались вспышками света и выделением энергии. Но — в чём, собственно, и фокус — температура внутри пузырьков в момент взрыва достигала 10 миллионов градусов по Кельвину это сопоставимо с температурой ядра Солнца , а выделяемой энергии, по утверждению экспериментаторов, достаточно для осуществления термоядерного синтеза. Естественно, говоря о выделении энергии и возможном осуществлении ядерного синтеза, учёные фактически заявляют, что ими был зафиксирован продукт реакции — тритий. На этом этапе и «подключается» «научная общественность», которая требует доказательств: «Докажите, что реакция была». Кроме того, очевидно, что речь идёт о предметах такого калибра, что приходится брать в расчёт погрешности вычислительных и измерительных приборов. Так вот, именно на этом этапе первооткрывателей уже успели «обломать», сказав, что приборы ничего такого особенного не зафиксировали.
Команда вводила дейтерий, чтобы замедлить термоядерную реакцию и контролировать ее поведение. Несмотря на то, что это время было коротким, оно уже показывает, что более плотная плазма может быть управляемой в токамаке.
Исследователи использовали метрику под названием H98 y, 2 для оценки эффективности, с которой реактор токамака удерживает плазму. Как объясняют ученые, если значение H98 y, 2 больше 1, это означает, что плазма остается стабильной и хорошо удерживается, что и было сделано в эксперименте. Повторение эксперимента на более крупном реакторе После такого успеха ученые хотят экстраполировать результаты на более крупные установки. В частности, они думают об ИТЭР, экспериментальном токамаке нового поколения, который сейчас строится во Франции. Однако исследователи подчеркивают, что воспроизвести тот же эксперимент на реакторе такого размера может быть очень сложно.
Выбор сделан - токамак плюс
К такому же заключению пришли и физики из Университета Юты. Сотрудники Массачусетского технологического института попытались воспроизвести эксперименты Флейшмана и Понса, но опять же безрезультатно. Поэтому не стоит удивляться, что заявка на великое открытие подверглась сокрушительному разгрому на конференции Американского физического общества АФО , которая состоялась в Балтиморе 1 мая того же года. В газете New York Times появилась разгромная статья, а к концу мая научное сообщество пришло к выводу, что претензии химиков из Юты — либо проявление крайней некомпетентности, либо элементарное жульничество. Но имелись и диссиденты, даже среди научной элиты. Эксцентричный нобелевский лауреат Джулиан Швингер, один из создателей квантовой электродинамики, настолько уверовал в открытие химиков из Солт-Лейк-Сити, что в знак протеста аннулировал свое членство в АФО. Тем не менее академическая карьера Флейшмана и Понса завершилась — быстро и бесславно. В 1992 году они ушли из Университета Юты и на японские деньги продолжали свои работы во Франции, пока не лишились и этого финансирования. Флейшман возвратился в Англию, где живет на пенсии. Понс отказался от американского гражданства и поселился во Франции. Материалов полно.
Люди работают, идиоты "разоблачают". В Японии исследования финансируются правительством, в нем участвуют ведущие промышленные компании.
Их «реактор холодного синтеза» представлял собой калориметр с водным раствором соли, через который пропускали электрический ток. Правда, вода была не простой, а тяжелой, D2O, катод был сделан из палладия, а в состав растворенной соли входили литий и дейтерий. Через раствор месяцами безостановочно пропускали постоянный ток, так что на аноде выделялся кислород, а на катоде — тяжелый водород. Флейшман и Понс якобы обнаружили, что температура электролита периодически возрастала на десятки градусов, а иногда и больше, хотя источник питания давал стабильную мощность. Они объяснили это поступлением внутриядерной энергии, выделяющейся при слиянии ядер дейтерия. Флейшман и Понс уверовали, что внутри кристаллической решетки этого металла атомы дейтерия столь сильно сближаются, что их ядра сливаются в ядра основного изотопа гелия. Этот процесс идет с выделением энергии, которая, согласно их гипотезе, нагревала электролит.
Объяснение подкупало простотой и вполне убеждало политиков, журналистов и даже химиков. Они-то прекрасно знали, что два дейтрона в принципе могут дать начало ядру гелия-4 и высокоэнергичному гамма-кванту, но шансы подобного исхода крайне малы. Даже если дейтроны вступают в ядерную реакцию, она почти наверняка завершается рождением ядра трития и протона или же возникновением нейтрона и ядра гелия-3, причем вероятности этих превращений примерно одинаковы. Если внутри палладия действительно идет ядерный синтез, то он должен порождать большое число нейтронов вполне определенной энергии около 2,45 МэВ. Их нетрудно обнаружить либо непосредственно с помощью нейтронных детекторов , либо косвенно поскольку при столкновении такого нейтрона с ядром тяжелого водорода должен возникнуть гамма-квант с энергией 2,22 МэВ, который опять-таки поддается регистрации. В общем, гипотезу Флейшмана и Понса можно было бы подтвердить с помощью стандартной радиометрической аппаратуры.
Этот прорыв мог бы случиться и в России, где существуют все предпосылки для создания аналогичных энергетических установок — талантливые учёные, их научные исследования. Но на протяжении многих лет разработки в области холодного ядерного синтеза объявлялись в нашей стране лженаукой.
Цитата из видео на YouTube Флейшман демонстрирует деталь аппарата по испытанию холодного ядерного синтеза Евросоюз, как мы видим, изменил свое отношение к холодному ядерному синтезу, собрав в единый коллектив ученых-физиков из дюжины университетов, научных центров и коммерческих компаний. Так как предполагается, что технология холодного синтеза станет не просто прорывной, а революционной, способной изменить социально-экономический уклад всех стран мира, ИА REGNUM публикует выдержки из интервью трёх ведущих ученых — участников этого проекта. Конрад Черски, профессор институт физики Щецинского университета Польша : Я очень рад, что этот проект запущен. Это было моей мечтой. За последние 40 лет я провёл множество исследований, большинство из них по ядерной астрофизике, начиная с низкоэнергетических ядерных реакций. Мы делали это для того, чтобы понять теорию энергии звёзд. Только в девяностых годах 20-го века мы поняли, что эти ядерные реакции могли быть значительно усовершенствованы тремя электронами, которые защищают ячейки между вступающими в реакцию положительно заряженными ядрами атома. Это очень важное открытие для того, чтобы понять, что происходит внутри звёзд, внутри плазмы.
В течение многих лет мы проводили эксперименты — астрофизические, медико-физические, плазма-физические, по практической физике. Но больше всего меня интересовал холодный ядерный синтез, так как он может стать великим научным открытием, в том числе и для промышленности. Мы собрали большую группу учёных из различных университетов, представителей коммерческих компаний. Наша цель — не только наука, не только понимание происходящих процессов, но создание нового источника энергии — чистого, безопасного и дешевого. Он должен быть основан на термоядерной энергии, но не быть радиоактивным. Проект очень рискованный, но его результат может быть ошеломляющим для общества и промышленности. Мы считаем, что существует термоядерная реакция, которая ответственна за выработку энергии. И вот, представьте себе водород или биогаз, который помещается в ёмкость — газовый реактор, где находится порошок или слиток из металлического сплава.
Газ помещается в металл, затем вы повышаете температуру, и термоядерная реакция, производящая новое тепло, начинается. Результатом этой реакции будет тепло, которое может быть трансформировано в электричество. По форме это может быть компактный маленький реактор, маленький по размерам источник энергии, который может быть помещен в автомобиль, в дом или на фабрику. В этот проект вовлечены крупные компании, которые хотят нам помочь. Экология, проблемы климата, энергетическая политика ставят вопрос: сколько будет стоить энергия? В нашем случае будет более низкая цена — это хорошо, особенно для бедных людей. Нас ждёт сенсационная технологическая революция, связанная с появлением нового вида энергетических ресурсов — лучшего, более эффективного, легко контролируемого. Аппарат холодного синтеза в Центре систем космической и морской войны в Сан-Диего Жан-Поль Биберян, профессор кафедры физики Университета Экс-Марсель Франция : Когда в 1989 году Мартин Флейшман и Стенли Понс обнаружили холодный синтез, я сразу заинтересовался этим и воодушевился.
Но их научные открытия находились в разделе электрохимии, а я вовсе не специалист в этом направлении. В 1993-м я работал с твердотельными электролитами. И с этого года я стал фанатом холодного синтеза. Когда мы, учёные, узнали об программе CleanHME, для нас это стало грандиозной новостью, так как до этого момента каждый из нас работал поодиночке, каждый в своём углу, безо всякой координации. И вот появилась возможность работать вместе — разрабатывать теорию, ставить эксперименты, изготавливать материалы. Так что дело теперь пойдет быстрее! В настоящее время между странами существует огромная разница. Некоторые страны сидят на нефти, и они богатые, люди там мало работают, они получают и тратят деньги.
Некоторые страны бедные, у них нет почти никакой энергии — ни нефти, ни газа, ничего. Но с новой технологией холодного синтеза каждая страна встанет на почти одинаковый уровень, потому что к этой энергии будет доступ у каждого.
Есть тепло — уже интересно, нет тепла — ну так и ни к чему городок городить. Также договорились принимать во внимание только превышение температуры измерительной ячейки над контрольной в 0,3 К. Аппаратура и материалы Вся аппаратура у нас уже имелась, ничего экстраординарного прикупать не потребовалось: пишущие терморегуляторы типа Термодат, мультиметры, смартфоны, компьютеры, радиометр СРП. Имелись также две ячейки высокого давления, оставшиеся от других тем, начинка от пальчиковых никель-металл-гидридных аккумуляторов и термопары.
Из расходных материалов были приобретены: сцинтилляционный 2,5-Дифенилоксазолом на 527 руб. Итого расходы на материалы — 1819 руб. Газообразный дейтерий и гелий под давлением 100 атм. Поскольку единственным измеряемым параметром являлась разность температур между измерительной и контрольной ячейками, особое внимание уделялось термоизоляции ячеек от окружающей среды и друг от друга. Это достигалось в опытах по Флейшману-Понсу и Арате толстой строительной теплоизоляцией и заливкой щелей строительной пеной. В высокотемпературном опыте Росси использован теплоизолятор из пустотелых кварцевых нитей обшивка шаттла Буран и вентилируемой щелью между измерительной и контрольной ячейками.
Описания экспериментов 0 Прежде всего, мы убедились, что мы в состоянии регистрировать мюоны. Как оказалось, для этого можно использовать фотоаппарат или видеокамеру, например, ноутбука. Мы загрузили программу DECO на смартфоны и, согласно инструкции, заклеили изолентой их видеокамеры. Смартфоны прекрасно регистрировали мюоны, хотя, конечно, в час по чайной ложке ввиду малости объема видеоматрицы. Кроме того, использовался антикварный радиометр СРП-1 в соответствии с последней разработкой MIT во-первых, потому что этот датчик чувствительнее, быстрее и точнее, во-вторых, просто потому что было: Фиг. Выходной каскад звукового усилителя СРП-1 подключен к звуковому входу нетбука, работавшего в качестве «самописца» для записи количества мюонов.
На поверхности земли результаты у всех экспериментаторов были идентичными: при сравнении с данными по фактическому магнитному полю Земли за июль — август 2018 г. Кроме того, известен факт снижения интенсивности потока мюонов в зимнее время из-за взаимодействия их прародителей-пионов с более плотным воздухом. Однако измерения потоков мюонов в июле-августе и в декабре если и отличались, то незначительно, и на результаты экспериментов повлиять по нашему мнению не могли. Измерения в глубине земли показали, естественно, снижение интенсивности потока мюонов фиг 3 , тем не менее, до глубин 100 м мюоны нами фиксировались. Нам ведь чем больше мюонов — тем лучше, а сколько их — вторая проблема, решаемая, только если будет обнаружен ХЯС. Были опробованы следующие эксперименты: а описание авторского эксперимента Фиг.
Изготовлены независимо четыре экспериментальных установки по однотипной схеме: Фиг. Ячейки были изготовлены максимально идентичными геометрически, но в измерительную ячейку заливался электролит на тяжелой воде: раствор 0,1 моля LiOH - в тяжёлой воде. В контрольную ячейку - в одном случае такой же щелочной раствор на обычной дистиллированной воде, а в другом — такой же раствор в дейтерированной воде, но в качестве катода использовалась такая же, как трубка из меш-металла по весу и форме, трубка из химически стойкой нержавеющей стали электрические параметры у всех ячеек совпадали. Ячейки во всех случаях были размещены в одном цилиндрическом корпусе с хорошей теплоизоляцией и снабжены включенными встречно термопарами, так что на регистрирующем приборе отображалась только разность температур между ячейками. Регистрация разности температур осуществлялась в стационарных условиях с помощью электронных самописцев Термодат разных моделей. Также применялись мультиметры Fluke 189 и Fluke 187 в режиме протоколирования измерений с последующей передачей данных на комп с помощью дополнительного программного обеспечения FlukeView Forms.
Результаты приведены в таблице 1. Есть только сумбурные и противоречащие друг другу устные описания от самого Росси и псевдо подробный патент US20140326711 A1. Однако, при всем при этом, его опыт неоднократно воспроизводился и вот самый простой и успешный аналог: Фиг. Сначала реактор нагревается с помощью внешнего источника энергии, но при достижении определенной температуры реакция ХЯС должна начать производить избыточное тепло. За 90 минут работы реактор произвел сверх потребленной электроэнергии около 3МДж или 0,83 кВт-часа энергии. Это сравнимо с энергией, выделяемой при сгорании 70 г бензина.
Холодный ядерный синтез перестал быть лженаукой в ЕС
Холодный термоядерный синтез в обыкновенной кружке. Но созданный холодный термоядерный синтез своими руками Иван Степанович Филимоненко отказался устанавливать в подземных городах-убежищах для партийных руководителей страны. Лабораторный реактор холодного термоядерного синтеза. То есть провели реакцию холодного термоядерного синтеза. Если весь этот изотоп использовать в термоядерном реакторе, выделится столько же энергии, как при сжигании 300 л бензина. Если весь этот изотоп использовать в термоядерном реакторе, выделится столько же энергии, как при сжигании 300 л бензина.
Холодный ядерный синтез — научная сенсация или фарс?
Американская установка термоядерного синтеза позволила получить больше энергии, чем было потрачено для её запуска. Реакции термоядерного синтеза позволяют получать энергию без радиоактивных отходов и оставления углеродного следа. Стандартная реакция термоядерного синтеза T + D ---> He 4 + n+ 17.6 МэВ.
Холодный синтез: миф и реальность
В последнем случае мюон как удавка сразу для двух висельников стягивает дейтоны до критически малого расстояния. Процесс DD-синтеза в кристалле можно рассматривать на основе представления о квазимолекуле дейтерия, захваченной в одну кристаллическую ячейку. Скорость ядерного синтеза в такой системе равна проницаемости барьера, умноженной на частоту колебаний квазимолекулы: Корректный расчет частоты колебаний такой системы в реальном потенциале кристаллической ячейки — довольно сложная задача. В таблице приводятся экспериментальные оценки скорости реакции DD-синтеза на основе такого подхода для кристаллов палладия, кобальта и платины. Таблица 1 Скорости реакции DD-синтеза Выражение для сечения синтеза так называется в физике вероятность реакции при столкновении двух ядер можно записать в виде: Здесь энергия E приведена в единицах кэВ; S E — т. Таким образом, мы постараемся избежать неопределенностей и сложностей для понимания, связанных с теоретическими вычислениями. В 1 см3 палладия содержится 6. Пока пренебрежем тем обстоятельством, что механизм может оказаться зависимым от ориентации спиновых состояний электронов сближенных атомов дейтерия. Это вполне достаточно для объяснения результатов опытов на ускорителях.
Остается вопрос, возможно ли получить ХЯС, согласно этим выкладкам без ускорителей, используя интенсивный и абсолютно бесплатный поток мюонов, пронизывающий все вокруг. Так, за время, пока Вы читали эту фразу сквозь Вас пролетело 10 тыс. Критерием истины является практика, а критерием теории — эксперимент. Поэтому мы выбрали три эксперимента по ХЯС, по видам рабочего вещества — газообразное, жидкое и твердое. Во всех случаях существенную роль играет обязательное условие! Почему-то такой принцип адептами ХЯС используется крайне редко, прямо скажем, нам такие эксперименты не известны. Было принято, что мы регистрируем только разность температур между рабочей и контрольной ячейкой с точность 0,1 К. Все остальные гипотетические признаки наличия ХЯС, такие как потоки нейтронов, образования трития и тритонов, разные гамма-излучения мы считаем противоречивыми, предвзятыми, умозрительными, неубедительными и недостоверными.
Тем более, что кроме тепла от ХЯС ничего большего и не требуется. Есть тепло — уже интересно, нет тепла — ну так и ни к чему городок городить. Также договорились принимать во внимание только превышение температуры измерительной ячейки над контрольной в 0,3 К. Аппаратура и материалы Вся аппаратура у нас уже имелась, ничего экстраординарного прикупать не потребовалось: пишущие терморегуляторы типа Термодат, мультиметры, смартфоны, компьютеры, радиометр СРП. Имелись также две ячейки высокого давления, оставшиеся от других тем, начинка от пальчиковых никель-металл-гидридных аккумуляторов и термопары. Из расходных материалов были приобретены: сцинтилляционный 2,5-Дифенилоксазолом на 527 руб. Итого расходы на материалы — 1819 руб. Газообразный дейтерий и гелий под давлением 100 атм.
Поскольку единственным измеряемым параметром являлась разность температур между измерительной и контрольной ячейками, особое внимание уделялось термоизоляции ячеек от окружающей среды и друг от друга. Это достигалось в опытах по Флейшману-Понсу и Арате толстой строительной теплоизоляцией и заливкой щелей строительной пеной. В высокотемпературном опыте Росси использован теплоизолятор из пустотелых кварцевых нитей обшивка шаттла Буран и вентилируемой щелью между измерительной и контрольной ячейками. Описания экспериментов 0 Прежде всего, мы убедились, что мы в состоянии регистрировать мюоны. Как оказалось, для этого можно использовать фотоаппарат или видеокамеру, например, ноутбука. Мы загрузили программу DECO на смартфоны и, согласно инструкции, заклеили изолентой их видеокамеры. Смартфоны прекрасно регистрировали мюоны, хотя, конечно, в час по чайной ложке ввиду малости объема видеоматрицы. Кроме того, использовался антикварный радиометр СРП-1 в соответствии с последней разработкой MIT во-первых, потому что этот датчик чувствительнее, быстрее и точнее, во-вторых, просто потому что было: Фиг.
Выходной каскад звукового усилителя СРП-1 подключен к звуковому входу нетбука, работавшего в качестве «самописца» для записи количества мюонов.
Научно-популярное Энергия и элементы питания Экология Во вторник 13 декабря 2022 года учёные, исследующие термоядерный синтез в Ливерморской национальной лаборатории, объявили о достижении долгожданного этапа приручения этого типа энергии. Впервые термоядерная реакция произвела больше энергии, чем было затрачено на её поддержание. На достижение этого потребовалось семь десятилетий.
Теоретически внедрение термоядерных реакторов в широком коммерческом масштабе даст нам источник энергии, не загрязняющий окружающую среду, не сжигающий ископаемое топливо и не производящий радиоактивные отходы.
Низкая температура — это примерно комнатная. Слово «предполагаемая» здесь очень важно, потому что сегодня нет ни одной теории и ни одного эксперимента, которые указывали бы на возможность такой реакции. Но если нет ни теорий, ни убедительных экспериментов, то почему же эта тема довольно популярна? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно понимать проблемы ядерного синтеза вообще. Ядерный синтез часто говорят «термоядерный синтез» — это реакция, в которой легкие ядра при столкновении объединяются в одно тяжелое ядро. Например, ядра тяжелого водорода дейтерия и трития превращаются в ядро гелия и один нейтрон. При этом выделяется огромное количество энергии в виде тепла. Энергии выделяется настолько много, что 100 тонн тяжелого водорода хватило бы, чтобы обеспечить энергией все человечество на целый год не только электричеством, но и теплом.
Именно такие реакции происходят внутри звезд, благодаря чему звезды и живут. Много энергии это хорошо, но есть проблема.
Официального объявления ещё не было. Ожидается, что это будет сделано завтра. Если учёным действительно удалось провести реакцию ядерного синтеза с указанными выше условиями, это сулит революцию в энергетике. Проект National Ignition Facility, специалисты которого и добились успеха, использует метод так называемого «термоядерного инерционного синтеза».
Какие проблемы возникли на ИТЭР и почему задерживается энергопуск российского токамака
В 1989 году Стэнли Понс Stanley Pons и Мартин Флейшман Martin Fleischmann из Университета Юты опубликовали статью, в которой утверждали, что наблюдают ядерный синтез при комнатной температуре. Аномальное тепло выделялось при электролизе тяжелой воды с катализатором из палладия. Предполагалось, что атомы водорода захватываются катализатором, и каким-то образом создаются условия для ядерного синтеза. Этот эффект и назвали холодным ядерным синтезом. Статья Понса и Флейшмана наделала много шума. Еще бы — решена проблема энергетики! Естественно, многие другие ученые попытались воспроизвести их результаты. Однако ни у кого ничего не получилось. Далее физики начали выявлять одну ошибку оригинального эксперимента за другой, и научное сообщество пришло к однозначному выводу о несостоятельности эксперимента. С тех пор в этой области успехов не было.
Если нет — то, увы, позор, прозябание первооткрывателей в нищете, алкоголизм непризнанных гениев, энергетический кризис в мире и прочие катаклизмы в планетарном масштабе. В общем, уж лучше б подтвердилось. Любопытно, что в ожидании вердикта Science серьёзные научные издания выдерживают долгую паузу. Академичный Scientific American два дня присматривался к новости, прежде чем довольно робко и со многими экивоками сообщить, что так называемая научная общественность scientific community очень прохладно отнеслась к заявлению, что означает обилие резких и жёстких комментариев, которые последуют в ближайшие несколько дней. Профессор Лейхи: «Наши противники понимают, что отныне мир навсегда изменился» В отличие от него демократичная Nature, днём раньше описывая эксперимент, сравнила открытие с находкой Святого Грааля и весьма добродушно рассказала о ходе исследований. Большинство изданий позволяет себе лишь суховатые описания и несколько уклончивых комментариев — пресловутая scientific community вместе с российскими женщинами ждёт 8 марта. Откуда этот скепсис и что же, собственно, произошло? Считается, что «холодный синтез» — это типичный пример голословного заявления, некорректного «грязного» эксперимента, глиняного колосса, на которого достаточно дунуть, чтобы не оставить камне на камне. Репутация у «холодного синтеза» такая с 1989 года, когда подобное сегодняшнему заявление на поверку оказалось просто результатом неверных измерений, вычислений и, если разобраться, полной чушью. Тогда, в 1989 году, появилась надежда на получение колоссального количества энергии в простом приборе для электролиза воды: электроды были изготовлены из палладия, используемая вода была «тяжёлой». В ходе электролиза этой тяжёлой воды с помощью электродов из палладия ядра дейтерия, якобы, сливались, образуя изотопы трития и гелия. Экспериментаторы, опять же якобы, зафиксировали потоки нейтронов и добились выделения тепла, не предусмотренного законами электролиза. После скандального разоблачения о синтезе говорить всерьёз человеку, считающему себя специалистом, стало неприлично.
Впрочем, реакцию продолжительной назвать нельзя — со времён первых опытов советских учёных продолжительность реакции увеличили лишь на сотые доли секунды. Успеха не удалось добиться даже самым пытливым в мире физикам — китайским. Их "реактор будущего" под названием EAST разогрелся до 100 млн градусов лишь на тысячные доли секунды — фантастический результат для китайцев, но совершенно отвратительный для коммерческой эксплуатации. При этом обычного разогрева трития и дейтерия до плазменной "каши" недостаточно. Главная задача термоядерных реакторов токамаков , которую учёные никак не могут решить на практике, состоит в том, что разогретые частицы нужно удерживать на месте. Только так они будут пригодны для выработки и преобразования тепловой энергии в электричество. При коротких "прожигах" реакторов этого не требуется, но для промышленной эксплуатации необходимы длительные реакции. Добиться этого пока не получается — контроль над системой теряется почти сразу, и термоядерный реактор приходится экстренно останавливать. Расщепления радиоактивных материалов в четырёх энергоблоках достаточно, чтобы осветить огромную территорию. Инженер-атомщик Владимир Спиридонов в беседе с Лайфом отметил, что кроме использования нового типа топлива и потенциально огромного количества энергии могут сильно уменьшиться и размеры электростанций. Реактор ITER — это лишь первый шаг. Его размеры велики, но по мере развития технологии такая станция станет меньше. Возможно, со временем размеры всего комплекса уменьшат до размеров офисного здания Владимир Спиридонов Особенность термоядерного синтеза заключается в том, что за сутки таких импульсов может быть десять, а при должном умении — сто и даже более тысячи. После перемножения импульсов на мегаватты выработанной энергии получится, что самая маленькая термоядерная электростанция в разы производительнее атомной. К тому же дейтерий и тритий, используемые в качестве топлива, существенно экологичнее изотопов урана и плутония, да и термоядерный реактор в теории почти не надо "перезаряжать". По сути, термоядерная электроэнергетика — "святой Грааль" человечества.
Российские ученые — об итогах 2022 года. Подобного удалось добиться впервые в истории. Прорыв был совершен 5 декабря группой ученых из Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора в Калифорнии. Новая эра началась? Термоядерный синтез — это процесс, который происходит в звездах, в том числе в нашем Солнце. В масштабах нашей планеты он мог бы стать практически неисчерпаемым источником экологичной энергии, для производства которой могло бы понадобиться только немного морской воды.