Fyysikot Yhdysvalloissa ja Japanissa ovat havainneet ensimmäistä kertaa ydinfuusion protonien ja boori-11-atomien välillä magneettisesti suljetussa plasmassa. He sanovat, että tulos osoittaa protoni-boori-fuusion potentiaalin runsaana ja taloudellisena energialähteenä. Toiset kuitenkin varoittavat, että tällaisen energialähteen tieteellinen perusta on suurelta osin todistettu ja että kaupallisten voimaloiden tiellä on valtavat tekniset esteet.
Kaikilla fuusiomuodoilla on lupaus lähes rajattomasta, puhtaasta peruskuormituksesta ilman mahdollisen sulamisen ja fissiota vaivaavan pitkäikäisen jätteen ongelmia. Mutta protoni-boori (s11B) Fuusio tuo pari lisähyvettä verrattuna yleisimpiin reaktioihin, joissa on mukana vety-isotooppeja deuterium ja tritium.
Boori voidaan louhia helposti, kun taas tritium on harvinaista maapallolla ja sitä on vaikea tuottaa keinotekoisesti. Protoni-boorireaktiot tuottavat myös kolme heliumatomia (alfahiukkasia) – joiden energia voitaisiin periaatteessa muuttaa suoraan sähköksi – ilman neutroneja, mikä vähentää merkittävästi reaktorin komponenttien radioaktiivista kontaminaatiota.
Näillä pluspisteillä on kuitenkin hintansa. Deuterium-tritium-fuusio itsessään vaatii valtavia lämpötiloja voittaakseen ytimien keskinäisen hylkimisen – noin 100 miljoonaa kelviniä. Mutta protoni-boorireaktiot tarvitsevat vielä paljon äärimmäisempiä olosuhteita – noin 1.5 miljardia kelviniä.
Viimeisimmän tutkimuksen kirjoittajina selittää vuonna julkaistussa paperissa Luonto ViestintäMitä korkeampi plasman lämpötila on, sitä enemmän energiaa yleensä säteilee pois synkrotroni- ja bremsstrahlung-säteilyn muodossa. He huomauttavat, että tämä vaikeuttaa enemmän energian tuottamista fuusioreaktioiden avulla kuin mitä tarvitaan reaktorin tehon saamiseen – suuri ongelma, kun kaupallinen laitos tarvitsee todennäköisesti vähintään 50 energianlisäystä sähköntuotannon tehottomuuden voittamiseksi. käsitellä asiaa.
Uuden työn suorittivat Richard Magee ja kollegat Kalifornian fuusioyhtiöstä TAE Technologies yhdessä tutkijoiden kanssa National Institute for Fuusio Science Tokissa, Japanissa. Tutkijat tekivät kokeensa instituutin Large Helical Device (LHD) -stellaraattorilla, jossa tarvittava fuusiopolttoaine oli jo paikoillaan – protonit poltetaan sisään korkeaenergisinä neutraaleina säteinä, kun taas boorijauhetta ruiskutetaan plasmaan epäpuhtauksien vähentämiseksi.
TAE toimitti ilmaisimen, joka luotti osittain kuluneeseen piipuolijohteeseen, joka synnytti virran alfahiukkasten osuessa siihen. Se tehtiin välttämään röntgensäteiden ja muun plasmasäteilyn signaalien virheellistä rekisteröintiä asettamalla se kulmaan poispäin ydinplasmasta ja ohjaamalla varautuneet alfahiukkaset siihen LHD:n suurella magneettikentällä.
Tutkijat tekivät useita kymmeniä kokeellisia laukauksia viime vuoden helmikuussa. He havaitsivat fuusioreaktioita vertaamalla ilmaisimen signaalia ennen neutraalien säteiden kytkemistä päälle ja sen jälkeen sekä suorittamalla joitain laukauksia ilman boorijauhetta. Vasta kun heillä oli sekä neutraaleja säteitä että boorijauhetta, he saivat hypyn tehossa - jonka tarkka arvo kertoi heille, että he tuottivat noin 1012 fuusioreaktiot sekunnissa, mikä vastasi tietokonesimulaatioita.
Tulevaisuuden haasteet
Tämä ei ole ensimmäinen protoni-boori-fuusion osoitus – tutkijat ovat aiemmin havainneet sen käyttämällä hiukkaskiihdyttimiä ja tehokkaita lasereita. Mutta Yhdysvaltojen ja Japanin yhteistyö väittää, että on tärkeää tutkia reaktiota siellä, missä sitä lopulta hyödynnettäisiin – magneettisesti suljetun lämpöydinplasman sisällä. Tutkijat myöntävät, että paljon enemmän työtä on tehtävä, mutta ovat varmoja, että TAE saavuttaa energianlisäyksen yhdessä laitteistaan.
Itse asiassa TAE väittää olevansa hyvällä matkalla kaupalliseen fuusioenergiaan. Yritys on rakentanut sarjan yhä kehittyneempiä reaktoreita tutkiakseen kentän käänteisen konfiguraation fuusiota, joka käsittää plasmapulssien ampumisen kammioon ja pitämisen magneettisesti paikoillaan pyörittämällä niitä. Mikään tähän mennessä olevista laitteista ei ole osoittanut protoni-boorifuusiota - sen nykyinen "Norman"-reaktori käyttää vetyplasmaa - mutta yritys sanoo aikovansa lähettää sähköä verkkoon pilottiprotoni-boorivoimalaitoksesta 2030-luvun alkuun mennessä.
National Ignition Facilityn sytytyksen virstanpylväs antaa uutta sysäystä laserfuusiolle
Peter NorreysPlasmafyysikko Oxfordin yliopistosta Iso-Britanniasta sanoo, että tutkijat ovat tehneet "hyvää työtä" kokeissaan. Mutta hän väittää, että protoni-boori-fuusio on vielä kaukana deuterium-tritium-reaktioiden kilpailijasta. Yksi mahdollinen komplikaatio, hän sanoo, on tarve suhteellisiin kuvauksiin plasmadynamiikasta niin korkeissa lämpötiloissa. Hän pitää myös todennäköisenä, että bremsstrahlung-säteily voi heikentää plasman sulkemista syöpymällä reaktorin sisäpintoja.
Myös Eurofusion-konsortion tutkijat Garchingissa Saksassa ovat vartioituja. Tony Donné, Hartmut Zohm ja Volker Naulin kertoivat Fysiikan maailma että uusimmissa kokeissa havaittu reaktionopeus on noin kymmenen suuruusluokkaa liian pieni ollakseen hyödyllinen fuusioenergialle (protoni-boorin pieni tehotiheys huomioon ottaen).
He epäilevät vahvasti, että kaupallisessa sähköntuotannossa tarvittavia hyötyjä on koskaan mahdollista saavuttaa, ja varoittavat, että bremsstrahlung-säteily voi itse asiassa olla niin voimakasta, että se ylittää plasman lämmittämiseen ja säätelyyn tarvittavan tehon, mikä aiheuttaa plasman hajoamisen. romahdus.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- Lähde: https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
- :On
- 1
- 100
- a
- Meistä
- AC
- kiihdyttimiä
- Tili
- Saavuttaa
- tunnustaa
- lisä-
- Jälkeen
- Alpha
- jo
- ja
- OVAT
- väittää
- noin
- AS
- At
- Tekijät
- perusta
- BE
- ennen
- ovat
- välillä
- Miljardi
- Tuo
- rakennettu
- by
- CAN
- kuljettaa
- aiheuttaen
- kammio
- peritään
- vaatimukset
- yhteistyö
- Romahdus
- työtovereiden
- Tulla
- kaupallinen
- yritys
- verrattuna
- vertaamalla
- osat
- tietokone
- olosuhteet
- luottavainen
- Konfigurointi
- konsortio
- ohjaus
- muunnetaan
- Ydin
- voisi
- Pari
- Nykyinen
- Päivämäärä
- osoittivat
- osoittaa
- tiheys
- laite
- Laitteet
- DID
- vaikea
- suoraan
- tusina
- dynamiikka
- Varhainen
- maa
- helposti
- sähkö
- energia
- valtava
- EVER
- ylittää
- hyödynnetään
- tutkia
- äärimmäinen
- Laitos
- helmikuu
- ala
- loppu
- ampua
- Yritys
- Etunimi
- ensimmäistä kertaa
- varten
- muoto
- lomakkeet
- tuore
- alkaen
- polttoaine
- fuusio
- Saada
- voitto
- tuottaa
- tuottaa
- sukupolvi
- Saksa
- saada
- ruudukko
- Olla
- ottaa
- helium
- auttaa
- Korkea
- korkeampi
- pitää
- pito
- HTTPS
- valtava
- Aitajuoksu
- vety
- Sytytys
- kuva
- tärkeä
- in
- yhä useammin
- tiedot
- Instituutti
- aikoo
- kysymys
- IT
- SEN
- itse
- Japani
- Japanin
- jpg
- hypätä
- suuri
- suureksi osaksi
- laser
- laserit
- Sukunimi
- Viime vuonna
- uusin
- Todennäköisesti
- rajaton
- Matala
- tehty
- Magneettikenttä
- Valtavirta
- merkittävä
- TEE
- max-width
- Sulaminen
- virstanpylväs
- miljoona
- louhittu
- lisää
- keskinäinen
- kansallinen
- luonto
- Lähellä
- välttämätön
- Tarve
- tarvitaan
- tarpeet
- Neutraali
- neutronit
- Uusi
- ydin-
- Ydinfuusio
- of
- on
- ONE
- määräys
- Muut
- Muuta
- ulostulo
- Voittaa
- Oxford
- Paperi
- hiukkanen
- kulkee
- Fysiikka
- lentäjä
- Paikka
- Vitsaus
- kasvit
- Plasma
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- plus
- Kohta
- pistettä
- mahdollinen
- mahdollinen
- teho
- voimalaitokset
- voimakas
- aiemmin
- hinta
- periaate
- Ongelma
- ongelmia
- prosessi
- tuottaa
- lupaus
- protoneja
- mikäli
- julkaistu
- Työnnä
- Säteily
- HARVINAINEN
- hinta
- reaktio
- reaktiot
- vähentää
- vähentämällä
- rekisteröitymättä
- jäännökset
- Vaatii
- tutkimus
- Tutkijat
- Richard
- Huone
- sanoo
- tiede
- tutkijat
- Toinen
- puolijohde
- Sarjat
- useat
- signaali
- signaalit
- Pii
- pieni
- So
- jonkin verran
- hienostunut
- lähde
- Sparks
- seistä
- Yhä
- vahva
- tutkimus
- merkittävästi
- niin
- ottaen
- joukkue-
- Tekninen
- Technologies
- kymmenen
- että
- -
- UK
- heidän
- Niitä
- siten
- ajattelee
- kolmella
- Kautta
- thumbnail
- aika
- että
- yhdessä
- Tony
- liian
- totta
- Kääntyminen
- Uk
- Lopulta
- yliopisto
- Oxfordin yliopisto
- us
- yleensä
- arvo
- Jätteet
- Tapa..
- HYVIN
- joka
- vaikka
- tulee
- with
- ilman
- Referenssit
- olisi
- vuosi
- zephyrnet