USA ja Jaapani füüsikud on esimest korda täheldanud tuumasünteesi prootonite ja boor-11 aatomite vahel magnetiliselt suletud plasmas. Nad ütlevad, et tulemus demonstreerib prootoni-boori termotuumasünteesi potentsiaali rikkaliku ja säästliku energiaallikana. Kuid teised hoiatavad, et sellise energiaallika teaduslik alus on suures osas tõestamata ja kommertselektrijaamade teele seavad tohutud tehnilised takistused.
Kõik termotuumasünteesi vormid lubavad saada peaaegu piiramatut, puhast baaskoormusega energiat ilma võimaliku sulamise ja lõhustumist vaevavate pikaealiste jäätmeteta. Kuid prooton-boor (lk11B) termotuumasünteesil on paar täiendavat eelist võrreldes tavaliste reaktsioonidega, mis hõlmavad vesiniku isotoope deuteeriumi ja triitiumi.
Boori on lihtne kaevandada, samas kui triitium on Maal haruldane ja seda on raske kunstlikult toota. Prootoni-boori reaktsioonid toodavad ka kolm heeliumi aatomit (alfaosakesi), mille energiat saab põhimõtteliselt otse elektriks muundada, ilma et tekiks neutroneid ja seeläbi väheneks oluliselt reaktori komponentide radioaktiivne saastumine.
Neil plusspunktidel on aga oma hind. Deuteeriumi-triitiumi sulandumine ise nõuab tuumade vastastikuse tõukejõu ületamiseks tohutuid temperatuure – umbes 100 miljonit kelvinit. Kuid prootoni-boori reaktsioonid vajavad veel palju ekstreemsemaid tingimusi – umbes 1.5 miljardit kelvinit.
Nagu viimaste uurimuste autorid aastal avaldatud artiklis selgitama Nature Communications, mida kõrgem on plasma temperatuur, seda rohkem energiat tavaliselt kiirgatakse sünkrotroni ja bremsstrahlung-kiirguse kujul. Nad märgivad, et see raskendab termotuumasünteesireaktsioonide kaudu rohkem energia tootmist, kui on vaja reaktori toiteks – see on suur probleem, kui kaubanduslik jaam vajab tõenäoliselt vähemalt 50-kordset energiakasumit, et ületada elektritootmise ebatõhusus. protsessi.
Uue töö viisid läbi Richard Magee ja kolleegid California termotuumasünteesiettevõttest TAE tehnoloogiad koos teadlastega Riiklik termotuumasünteesiteaduse instituut Tokis, Jaapanis. Teadlased tegid katseid instituudi suure spiraalse seadmega (LHD), stellaraatoriga, mille jaoks vajalik termotuumasünteesikütus oli juba paigas – prootonid tulistatakse sisse suure energiaga neutraalkiirtena, samal ajal kui lisandite vähendamiseks süstitakse plasmasse booripulbrit.
TAE andis detektori, mis põhines osaliselt ammendatud räni pooljuhil, mis tekitas alfaosakeste tabamisel voolu. See tehti selleks, et vältida röntgenikiirguse ja muu plasmakiirguse signaalide ekslikku registreerimist, kuna see oli tuumaplasmast eemal ja laetud alfaosakesed juhiti LHD suure magnetvälja abil sellele.
Teadlased tegid eelmise aasta veebruaris mitukümmend eksperimentaalset võtet. Nad jälgisid termotuumasünteesi reaktsioone, võrreldes oma detektori signaali enne ja pärast neutraalkiirte sisselülitamist ning sooritades mõned võtted ilma booripulbrita. Alles siis, kui neil olid nii neutraaltalad kui ka booripulber, saavutasid nad hüppelise toodangu – mille täpne väärtus näitas, et nad toodavad umbes 1012 termotuumasünteesi reaktsioonid sekundis, mis nõustus arvutisimulatsioonidega.
Ees ootavad väljakutsed
See ei ole esimene prootoni-boori termotuumasünteesi demonstratsioon – teadlased on seda varem täheldanud osakeste kiirendite ja võimsate laserite abil. Kuid USA ja Jaapani koostöö väidab, et on oluline uurida reaktsiooni seal, kus seda lõpuks ära kasutatakse – magnetiliselt piiratud termotuumaplasmas. Teadlased tunnistavad, et tuleb teha palju rohkem tööd, kuid on kindlad, et TAE saavutab ühes oma seadmes energiakasva.
Tõepoolest, TAE väidab end olevat hästi teel kaubandusliku termotuumaenergia poole. Ettevõte on ehitanud järjest keerukamaid reaktoreid, et uurida välja-pööratud konfiguratsiooni termotuumasünteesi, mis hõlmab plasmaimpulsside tulistamist kambrisse ja nende magnetiliselt paigal hoidmist, pöörates neid. Ükski seadmetest pole seni näidanud prootoni-boori termotuumasünteesi – selle praegune "Normani" reaktor, mis kasutab vesinikplasmat -, kuid ettevõte ütleb, et kavatseb 2030. aastate alguseks saata elektrivõrku piloot-prooton-boori elektrijaamast.
National Ignition Facility'i süttimise verstapost annab värske tõuke laserfusiooniks
Peter NorreysÜhendkuningriigi Oxfordi ülikooli plasmafüüsik ütleb, et teadlased on oma katsetega teinud "head tööd". Kuid ta väidab, et prootoni-boori sulandumine on endiselt kaugel deuteeriumi-triitiumi reaktsioonidest. Üheks võimalikuks komplikatsiooniks on tema sõnul vajadus plasmadünaamika relativistlike kirjelduste järele nii kõrgetel temperatuuridel. Samuti peab ta tõenäoliseks, et tõkestatud kiirgus võib reaktori sisepindu erodeerides kahjustada plasma suletust.
Samuti valvatakse Saksamaal Garchingis asuva EUROfusioni konsortsiumi teadlasi. Tony Donné, Hartmut Zohm ja Volker Naulin rääkisid Füüsika maailm et viimastes katsetes täheldatud reaktsioonikiirus on umbes kümme suurusjärku liiga väike, et olla termotuumasünteesienergia jaoks kasulik (võttes arvesse prootoni-boori madalat võimsustihedust).
Neil on "tuged kahtlused", et kunagi on võimalik saavutada kaubanduslikuks elektritootmiseks vajalikku kasu, ja hoiatavad, et katkendlik kiirgus võib tegelikult olla nii tugev, et ületab plasma soojendamiseks ja kontrollimiseks vajaliku võimsuse, põhjustades plasma hävimise. kollaps.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
- :on
- 1
- 100
- a
- MEIST
- AC
- kiirendid
- konto
- Saavutada
- kinnitada
- Täiendavad lisad
- pärast
- Alfa
- juba
- ja
- OLEME
- Väidab
- ümber
- AS
- At
- autorid
- alus
- BE
- enne
- on
- vahel
- Miljard
- Toob
- ehitatud
- by
- CAN
- kes
- põhjustades
- kamber
- laetud
- nõuete
- koostöö
- Kokkuvarisemine
- kolleegidega
- Tulema
- kaubandus-
- ettevõte
- võrreldes
- võrrelda
- komponendid
- arvuti
- Tingimused
- kindel
- konfiguratsioon
- konsortsium
- kontrollida
- ümber
- tuum
- võiks
- Paar
- Praegune
- kuupäev
- Näidatud
- näitab
- Tihedus
- seade
- seadmed
- DID
- raske
- otse
- tosin
- dünaamika
- Varajane
- maa
- kergesti
- elekter
- energia
- tohutu
- KUNAGI
- ületab
- Exploited
- uurima
- äärmuslik
- Rajatise
- Veebruar
- väli
- lõpp
- süütamise
- Firma
- esimene
- Esimest korda
- eest
- vorm
- vormid
- värske
- Alates
- Kütus
- fusioon
- kasu
- Kasum
- tekitama
- teeniva
- põlvkond
- Saksamaa
- saama
- võre
- Olema
- võttes
- heelium
- aitama
- Suur
- rohkem
- hoidma
- omamine
- HTTPS
- tohutu
- Takistused
- vesinik
- Süüde
- pilt
- oluline
- in
- üha rohkem
- info
- Instituut
- kavatseb
- probleem
- IT
- ITS
- ise
- Jaapan
- Jaapani omad
- jpg
- hüppama
- suur
- suurelt jaolt
- laser
- laserid
- viimane
- Eelmisel aastal
- hiljemalt
- Tõenäoliselt
- piiramatu
- Madal
- tehtud
- Magnetväli
- mainstream
- peamine
- TEEB
- max laiuse
- Meltdown
- teetähis
- miljon
- kaevandatud
- rohkem
- vastastikune
- riiklik
- loodus
- Lähedal
- vajalik
- Vajadus
- vaja
- vajadustele
- Neutraalne
- neutronid
- Uus
- tuuma-
- Tuumasünteesi
- of
- on
- ONE
- tellimuste
- Muu
- teised
- väljund
- Ületada
- Oxford
- Paber
- osake
- möödub
- Füüsika
- piloot
- Koht
- Katk
- taimed
- Plasma
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- pluss
- Punkt
- võrra
- võimalik
- potentsiaal
- võim
- Elektrijaamad
- võimas
- varem
- hind
- põhimõte
- Probleem
- probleeme
- protsess
- tootma
- lubadus
- prootonid
- tingimusel
- avaldatud
- Lükkama
- Kiirgus
- HARULDANE
- määr
- reaktsioon
- reaktsioonid
- vähendama
- vähendamine
- registreerimine
- jäänused
- Vajab
- teadustöö
- Teadlased
- Richard
- ruum
- ütleb
- teadus
- teadlased
- Teine
- pooljuht
- Seeria
- mitu
- Signaali
- signaale
- Räni
- väike
- So
- mõned
- keeruline
- allikas
- Sparks
- seisma
- Veel
- tugev
- Uuring
- oluliselt
- selline
- võtmine
- meeskond
- Tehniline
- Tehnoloogiad
- kümme
- et
- .
- Suurbritannia
- oma
- Neile
- sellega
- Mõtleb
- kolm
- Läbi
- thumbnail
- aeg
- et
- kokku
- Tony
- liiga
- tõsi
- Pööramine
- Uk
- lõpuks
- Ülikool
- University of Oxford
- us
- tavaliselt
- väärtus
- Jäätmed
- Tee..
- Hästi
- mis
- kuigi
- will
- koos
- ilma
- Töö
- oleks
- aasta
- sephyrnet