Οι φυσικοί στις ΗΠΑ και την Ιαπωνία παρατήρησαν για πρώτη φορά πυρηνική σύντηξη μεταξύ πρωτονίων και ατόμων βορίου-11 σε ένα μαγνητικά περιορισμένο πλάσμα. Λένε ότι το αποτέλεσμα καταδεικνύει τη δυνατότητα σύντηξης πρωτονίου-βορίου ως άφθονη, οικονομική πηγή ενέργειας. Αλλά άλλοι προειδοποιούν ότι η επιστημονική βάση για μια τέτοια πηγή ενέργειας παραμένει σε μεγάλο βαθμό αναπόδεικτη και ότι τεράστια τεχνικά εμπόδια στέκονται εμπόδιο στους εμπορικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.
Όλες οι μορφές σύντηξης υπόσχονται σχεδόν απεριόριστη, καθαρή ενέργεια βασικού φορτίου χωρίς τα προβλήματα πιθανής κατάρρευσης και μακρόβιων αποβλήτων που μαστίζουν τη σχάση. Αλλά πρωτόνιο-βόριο (σελ11Β) η σύντηξη φέρνει μερικές πρόσθετες αρετές σε σύγκριση με τις πιο κύριες αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ισότοπα υδρογόνου δευτερίου και τριτίου.
Το βόριο μπορεί να εξορυχθεί εύκολα, ενώ το τρίτιο είναι σπάνιο στη Γη και είναι δύσκολο να παραχθεί τεχνητά. Οι αντιδράσεις πρωτονίου-βορίου παράγουν επίσης τρία άτομα ηλίου (σωματίδια άλφα) – η ενέργεια των οποίων κατ’ αρχήν θα μπορούσε να μετατραπεί απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια – ενώ δεν παράγουν νετρόνια, μειώνοντας έτσι σημαντικά τη ραδιενεργή μόλυνση των συστατικών του αντιδραστήρα.
Ωστόσο, αυτά τα θετικά σημεία έχουν ένα τίμημα. Η ίδια η σύντηξη δευτερίου-τριτίου απαιτεί τεράστιες θερμοκρασίες για να ξεπεραστεί η αμοιβαία απώθηση των πυρήνων - περίπου 100 εκατομμύρια kelvin. Αλλά οι αντιδράσεις πρωτονίου-βορίου χρειάζονται ακόμη πολύ πιο ακραίες συνθήκες - περίπου 1.5 δισεκατομμύρια Κέλβιν.
Όπως οι συγγραφείς της τελευταίας έρευνας εξηγήστε σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στο Nature Communications, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του πλάσματος τόσο περισσότερη ενέργεια ακτινοβολείται συνήθως με τη μορφή ακτινοβολίας σύγχροτρον και bremsstrahlung. Αυτό, επισημαίνουν, καθιστά δυσκολότερη την παραγωγή περισσότερης ενέργειας μέσω των αντιδράσεων σύντηξης από ό,τι χρειάζεται για την τροφοδοσία ενός αντιδραστήρα - ένα σημαντικό πρόβλημα όταν μια εμπορική μονάδα είναι πιθανό να χρειαστεί ενεργειακό κέρδος τουλάχιστον 50 για να ξεπεράσει τις αναποτελεσματικότητα στην παραγωγή ενέργειας επεξεργάζομαι, διαδικασία.
Η νέα εργασία πραγματοποιήθηκε από τον Richard Magee και τους συνεργάτες της στην Καλιφορνέζικη εταιρεία σύντηξης ΤΑΕ Τεχνολογίες μαζί με επιστήμονες στο Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης Σύντηξης στο Τόκι της Ιαπωνίας. Οι ερευνητές έκαναν τα πειράματά τους στη Μεγάλη Ελικοειδή Συσκευή (LHD) του ινστιτούτου, έναν αστρικό μηχανισμό με το απαραίτητο καύσιμο σύντηξης ήδη στη θέση του – τα πρωτόνια εκτοξεύονται ως ουδέτερες δέσμες υψηλής ενέργειας ενώ η σκόνη βορίου εγχέεται στο πλάσμα για να βοηθήσει στη μείωση των ακαθαρσιών.
Το TAE παρείχε τον ανιχνευτή, ο οποίος βασιζόταν σε έναν μερικώς εξαντλημένο ημιαγωγό πυριτίου που παράγει ρεύμα όταν χτυπηθεί από σωματίδια άλφα. Κατασκευάστηκε για να αποφευχθεί η εσφαλμένη καταγραφή σημάτων από ακτίνες Χ και άλλη ακτινοβολία πλάσματος με το να στρέφεται μακριά από το πλάσμα του πυρήνα και να κατευθύνονται προς αυτό τα φορτισμένα σωματίδια άλφα από το μεγάλο μαγνητικό πεδίο του LHD.
Οι ερευνητές πραγματοποίησαν αρκετές δεκάδες πειραματικές λήψεις τον Φεβρουάριο του περασμένου έτους. Παρατήρησαν αντιδράσεις σύντηξης συγκρίνοντας το σήμα στον ανιχνευτή τους πριν και μετά την ενεργοποίηση των ουδέτερων ακτίνων καθώς και πραγματοποιώντας μερικές λήψεις χωρίς σκόνη βορίου. Μόνο όταν είχαν και ουδέτερες δοκούς και σκόνη βορίου, πήραν ένα άλμα στην παραγωγή - η ακριβής τιμή της οποίας τους έλεγε ότι παρήγαγαν περίπου 1012 αντιδράσεις σύντηξης ανά δευτερόλεπτο, οι οποίες συμφωνούσαν με προσομοιώσεις υπολογιστή.
Προκλήσεις μπροστά
Αυτή δεν είναι η πρώτη επίδειξη σύντηξης πρωτονίου-βορίου – οι επιστήμονες την έχουν παρατηρήσει στο παρελθόν χρησιμοποιώντας επιταχυντές σωματιδίων και ισχυρά λέιζερ. Αλλά η συνεργασία ΗΠΑ-Ιαπωνίας υποστηρίζει ότι είναι σημαντικό να μελετηθεί η αντίδραση εκεί όπου θα μπορούσε τελικά να εκμεταλλευτεί - μέσα σε ένα μαγνητικά περιορισμένο, θερμοπυρηνικό πλάσμα. Οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι χρειάζεται να γίνει πολύ περισσότερη δουλειά, αλλά είναι βέβαιοι ότι το TAE θα επιτύχει ενεργειακό κέρδος σε μία από τις συσκευές του.
Πράγματι, η TAE ισχυρίζεται ότι βρίσκεται σε καλό δρόμο για την εμπορική ενέργεια σύντηξης. Η εταιρεία έχει κατασκευάσει μια σειρά από ολοένα και πιο εξελιγμένους αντιδραστήρες για να εξερευνήσει τη σύντηξη με αντίστροφη διαμόρφωση πεδίου, η οποία περιλαμβάνει την εκτόξευση παλμών πλάσματος σε έναν θάλαμο και τη συγκράτηση τους στη θέση τους μαγνητικά περιστρέφοντάς τους. Καμία από τις συσκευές μέχρι σήμερα δεν έχει επιδείξει σύντηξη πρωτονίου-βορίου – τον σημερινό αντιδραστήρα «Norman» που χρησιμοποιεί πλάσμα υδρογόνου – αλλά η εταιρεία λέει ότι σκοπεύει να στείλει ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο από μια πιλοτική μονάδα παραγωγής πρωτονίου-βορίου μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2030.
Το ορόσημο ανάφλεξης του National Ignition Facility πυροδοτεί νέα ώθηση για σύντηξη λέιζερ
Πίτερ Νόρεις, ένας φυσικός πλάσματος στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης στο Ηνωμένο Βασίλειο, λέει ότι οι ερευνητές έκαναν «καλή δουλειά» στα πειράματά τους. Αλλά υποστηρίζει ότι η σύντηξη πρωτονίου-βορίου απέχει ακόμα πολύ από το να συναγωνιστεί τις αντιδράσεις δευτερίου-τριτίου. Μια πιθανή επιπλοκή, λέει, είναι η ανάγκη για σχετικιστικές περιγραφές της δυναμικής του πλάσματος σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες. Θεωρεί επίσης πιθανό ότι η ακτινοβολία bremsstrahlung θα μπορούσε να βλάψει τον περιορισμό του πλάσματος διαβρώνοντας τις εσωτερικές επιφάνειες ενός αντιδραστήρα.
Οι επιστήμονες της κοινοπραξίας EUROfusion στο Garching της Γερμανίας φρουρούνται επίσης. Οι Tony Donné, Hartmut Zohm και Volker Naulin είπαν Κόσμος Φυσικής ότι ο παρατηρούμενος ρυθμός αντίδρασης στα τελευταία πειράματα είναι περίπου δέκα τάξεις μεγέθους πολύ μικρός για να είναι χρήσιμος για την ενέργεια σύντηξης (λαμβάνοντας υπόψη τη χαμηλή πυκνότητα ισχύος πρωτονίου-βορίου).
Έχουν «έντονες αμφιβολίες» ότι θα είναι ποτέ δυνατό να επιτευχθούν τα κέρδη που απαιτούνται για την εμπορική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και προειδοποιούν ότι η ακτινοβολία bremsstrahlung θα μπορούσε στην πραγματικότητα να είναι τόσο ισχυρή ώστε να υπερβαίνει την ισχύ που απαιτείται για τη θέρμανση και τον έλεγχο του πλάσματος – με αποτέλεσμα το πλάσμα να κατάρρευση.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
- :είναι
- 1
- 100
- a
- Σχετικά
- AC
- επιταχυντές
- Λογαριασμός
- Κατορθώνω
- αναγνωρίζω
- Πρόσθετος
- Μετά το
- Άλφα
- ήδη
- και
- ΕΙΝΑΙ
- Υποστηρίζει
- γύρω
- AS
- At
- συγγραφείς
- βάση
- BE
- πριν
- είναι
- μεταξύ
- Δισεκατομμύριο
- Φέρνει
- χτισμένο
- by
- CAN
- μεταφέρουν
- προκαλώντας
- Θάλαμος
- φορτισμένα
- αξιώσεις
- συνεργασία
- Κατάρρευση
- συναδέλφους
- Ελάτε
- εμπορικός
- εταίρα
- σύγκριση
- συγκρίνοντας
- εξαρτήματα
- υπολογιστή
- Συνθήκες
- βέβαιος
- διαμόρφωση
- κονσόρτσιουμ
- έλεγχος
- μετατρέπονται
- πυρήνας
- θα μπορούσε να
- Ζευγάρι
- Ρεύμα
- Ημερομηνία
- κατέδειξε
- καταδεικνύει
- πυκνότητα
- συσκευή
- Συσκευές
- DID
- δύσκολος
- κατευθείαν
- δωδεκάδα
- δυναμική
- Νωρίς
- γη
- εύκολα
- ηλεκτρικής ενέργειας
- ενέργεια
- τεράστιος
- ΠΑΝΤΑ
- υπερβαίνει
- Κακοποιημένα
- διερευνήσει
- άκρο
- Ευκολία
- Φεβρουάριος
- πεδίο
- τέλος
- ψήσιμο
- Εταιρεία
- Όνομα
- πρώτη φορά
- Για
- μορφή
- μορφές
- φρέσκο
- από
- Καύσιμα
- συγχώνευση
- Κέρδος
- κέρδη
- παράγουν
- παραγωγής
- γενεά
- Germany
- παίρνω
- Πλέγμα
- Έχω
- που έχει
- ήλιο
- βοήθεια
- Ψηλά
- υψηλότερο
- κρατήστε
- κράτημα
- HTTPS
- τεράστιος
- Εμπόδια
- υδρογόνο
- Ανάφλεξη
- εικόνα
- σημαντικό
- in
- όλο και περισσότερο
- πληροφορίες
- Ινστιτούτο
- προτίθεται
- ζήτημα
- IT
- ΤΟΥ
- εαυτό
- Ιαπωνία
- Της Ιαπωνίας
- jpg
- άλμα
- large
- σε μεγάλο βαθμό
- λέιζερ
- λέιζερ
- Επίθετο
- Πέρυσι
- αργότερο
- Πιθανός
- απεριόριστος
- Χαμηλός
- που
- Μαγνητικό πεδίο
- Mainstream
- μεγάλες
- ΚΑΝΕΙ
- max-width
- Meltdown
- ορόσημο
- εκατομμύριο
- εξόρυξη
- περισσότερο
- αμοιβαίας
- εθνικός
- Φύση
- Κοντά
- απαραίτητος
- Ανάγκη
- που απαιτούνται
- ανάγκες
- Ουδέτερος
- νετρόνια
- Νέα
- πυρηνικών
- Πυρηνική σύντηξη
- of
- on
- ONE
- παραγγελιών
- ΑΛΛΑ
- Άλλα
- παραγωγή
- Ξεπεράστε
- Οξφόρδη
- Χαρτί
- σωματίδιο
- περάσματα
- Φυσική
- πιλότος
- Μέρος
- Πανούκλα
- φυτά
- Plasma
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- συν
- Σημείο
- σημεία
- δυνατός
- δυναμικού
- δύναμη
- σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας
- ισχυρός
- προηγουμένως
- τιμή
- αρχή
- Πρόβλημα
- προβλήματα
- διαδικασια μας
- παράγει
- υπόσχεση
- πρωτόνια
- παρέχεται
- δημοσιεύθηκε
- Σπρώξτε
- Ακτινοβολία
- ΣΠΑΝΙΟΣ
- Τιμή
- αντίδραση
- αντιδράσεις
- μείωση
- μείωση
- εγγραφή
- λείψανα
- Απαιτεί
- έρευνα
- ερευνητές
- Richard
- Δωμάτιο
- λέει
- Επιστήμη
- επιστήμονες
- Δεύτερος
- ημιαγωγός
- Σειρές
- διάφοροι
- Σήμα
- σήματα
- Πυρίτιο
- small
- So
- μερικοί
- εξελιγμένα
- Πηγή
- Sparks
- σταθεί
- Ακόμη
- ισχυρός
- Μελέτη
- ουσιαστικά
- τέτοιος
- λήψη
- Τεχνικός
- Τεχνολογίες
- δέκα
- ότι
- Η
- το Ηνωμένο Βασίλειο
- τους
- Τους
- εκ τούτου
- σκέφτεται
- τρία
- Μέσω
- thumbnail
- ώρα
- προς την
- μαζι
- αντωνάκης
- πολύ
- αληθής
- Στροφή
- Uk
- τελικά
- πανεπιστήμιο
- Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης
- us
- συνήθως
- αξία
- Απόβλητα
- Τρόπος..
- ΛΟΙΠΌΝ
- Ποιό
- ενώ
- θα
- με
- χωρίς
- Εργασία
- θα
- έτος
- zephyrnet