Az amerikai és japán fizikusok először figyeltek meg magfúziót protonok és bór-11 atomok között mágnesesen zárt plazmában. Azt mondják, az eredmény bemutatja a proton-bór fúzióban rejlő lehetőségeket, mint bőséges, gazdaságos energiaforrást. Mások azonban arra figyelmeztetnek, hogy egy ilyen energiaforrás tudományos alapja továbbra is nagyrészt nem bizonyított, és hatalmas műszaki akadályok állnak a kereskedelmi erőművek útjában.
A fúzió minden formája szinte korlátlan, tiszta, alapterhelésű energia ígéretét hordozza magában, az esetleges olvadás és a hasadást sújtó hosszú élettartamú hulladékok problémái nélkül. De proton-bór (o11B) A fúzió néhány további erényt hoz a főbb, deutérium és trícium hidrogénizotópokat érintő reakciókhoz képest.
A bór könnyen bányászható, míg a trícium ritka a Földön, és nehéz mesterségesen előállítani. A proton-bór reakciók során három héliumatom (alfa-részecskék) is keletkezik – amelyek energiáját elvileg közvetlenül elektromos árammá lehetne alakítani –, miközben nem keletkeznek neutronok, és ezáltal jelentősen csökken a reaktorelemek radioaktív szennyeződése.
Ezeknek a plusz pontoknak azonban ára van. Magának a deutérium-trícium fúziónak óriási hőmérsékletre van szüksége ahhoz, hogy leküzdje az atommagok kölcsönös taszítását – körülbelül 100 millió kelvint. A proton-bór reakciókhoz azonban sokkal szélsőségesebb körülményekre van szükség – körülbelül 1.5 milliárd kelvinre.
Mint a legújabb kutatás szerzői ben megjelent cikkben magyarázza el Nature Communications, minél magasabb a plazma hőmérséklete, általában annál több energia sugárzik ki szinkrotron és bremsstrahlung sugárzás formájában. Rámutatnak, hogy ez megnehezíti több energia előállítását fúziós reakciókkal, mint amennyi egy reaktor működtetéséhez szükséges – ez komoly probléma, amikor egy kereskedelmi üzemnek valószínűleg legalább 50-szeres energianyereségre van szüksége az energiatermelés hatékonyságának kiküszöböléséhez. folyamat.
Az új munkát Richard Magee és munkatársai a kaliforniai fúziós cégnél végezték TAE Technologies a tudósokkal együtt Országos Fúziótudományi Intézet Tokiban, Japánban. A kutatók kísérleteiket az intézet Large Helical Device-jén (LHD) végezték, egy sztellarátoron, amelyben a szükséges fúziós tüzelőanyag már a helyén van – a protonokat nagyenergiájú semleges nyalábként tüzelték be, miközben bórt fecskendeznek a plazmába a szennyeződések csökkentése érdekében.
A TAE biztosította a detektort, amely egy részben kimerült szilícium-félvezetőre támaszkodott, amely áramot generált, amikor alfa-részecskék megütik. Úgy készült, hogy elkerülje a röntgensugárzásból és más plazmasugárzásból származó jelek hibás regisztrálását, mivel a magplazmától távolabb helyezték el, és az LHD nagy mágneses tere ráirányította a töltött alfa-részecskéket.
A kutatók több tucat kísérleti felvételt készítettek tavaly februárban. A fúziós reakciókat úgy figyelték meg, hogy összehasonlították a detektoruk jelét a semleges sugarak bekapcsolása előtt és után, valamint néhány felvételt készítettek bórpor nélkül. Csak amikor semleges gerendákkal és bórporral is rendelkeztek, akkor ugrott meg a teljesítményük – aminek pontos értéke azt mondta nekik, hogy körülbelül 10 darabot gyártanak.12 fúziós reakciók másodpercenként, ami megegyezett a számítógépes szimulációkkal.
Az előttünk álló kihívások
Nem ez az első demonstráció a proton-bór fúzióról – a tudósok korábban részecskegyorsítók és erős lézerek segítségével figyelték meg. Az amerikai-japán együttműködés azonban azt állítja, hogy fontos tanulmányozni a reakciót ott, ahol végül ki lehetne használni – egy mágnesesen zárt, termonukleáris plazmában. A kutatók elismerik, hogy sokkal több munkát kell végezni, de biztosak abban, hogy a TAE energianövekedést fog elérni egyik eszközén.
Valójában a TAE azt állítja, hogy jó úton halad a kereskedelmi fúziós energia felé. A vállalat egy sor egyre kifinomultabb reaktort épített fel a térfordított konfigurációs fúzió feltárására, amely magában foglalja a plazmampulzusok kamrába történő tüzelését, és forgatással mágnesesen a helyükön tartását. A mai napig egyik eszköz sem mutatott ki proton-bór fúziót – a jelenlegi „norman” reaktorban hidrogénplazmát használnak –, de a cég azt állítja, hogy a 2030-as évek elejére egy kísérleti proton-bór erőműből kíván áramot küldeni a hálózatra.
A National Ignition Facility gyújtási mérföldköve új lendületet ad a lézerfúzió felé
Peter Norreys, az Egyesült Királyság Oxfordi Egyetem plazmafizikusa szerint a kutatók „jó munkát” végeztek kísérleteik során. De azzal érvel, hogy a proton-bór fúzió még mindig messze van attól, hogy vetekedjen a deutérium-trícium reakciókkal. Az egyik lehetséges komplikáció az, hogy ilyen magas hőmérsékleten a plazmadinamika relativisztikus leírására van szükség. Valószínűnek tartja azt is, hogy a bremsstrahlung sugárzás ronthatja a plazma elzárását azáltal, hogy erodálja a reaktor belső felületeit.
A németországi Garchingban működő EUROfusion konzorcium tudósait is őrzik. Tony Donné, Hartmut Zohm és Volker Naulin mesélte Fizika Világa hogy a legutóbbi kísérletekben megfigyelt reakciósebesség körülbelül tíz nagyságrenddel túl kicsi ahhoz, hogy hasznos legyen a fúziós energia szempontjából (figyelembe véve a proton–bór kis teljesítménysűrűségét).
„Erős kétségeik vannak” afelől, hogy valaha is elérhető lesz a kereskedelmi energiatermeléshez szükséges nyereség, és figyelmeztetnek arra, hogy a bremsstrahlung sugárzás valójában olyan erős lehet, hogy meghaladja a plazma felmelegítéséhez és szabályozásához szükséges teljesítményt, ami a plazma károsodását okozza. összeomlás.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
- :is
- 1
- 100
- a
- Rólunk
- AC
- gyorsítók
- Fiók
- Elérése
- elismerni
- További
- Után
- Alpha
- már
- és a
- VANNAK
- azt állítja,
- körül
- AS
- At
- szerzők
- alap
- BE
- előtt
- hogy
- között
- Billió
- Bring
- épült
- by
- TUD
- szállítás
- okozó
- Kamra
- töltött
- követelések
- együttműködés
- Összeomlás
- munkatársai
- hogyan
- kereskedelmi
- vállalat
- képest
- összehasonlítva
- alkatrészek
- számítógép
- Körülmények
- magabiztos
- Configuration
- konzorcium
- ellenőrzés
- átalakított
- Mag
- tudott
- Pár
- Jelenlegi
- találka
- igazolták
- mutatja
- sűrűség
- eszköz
- Eszközök
- DID
- nehéz
- közvetlenül
- tucat
- dinamika
- Korai
- föld
- könnyen
- villamos energia
- energia
- hatalmas
- EVER
- meghaladja
- Hasznosított
- feltárása
- szélső
- Objektum
- február
- mező
- végén
- égetés
- Cég
- vezetéknév
- első
- A
- forma
- formák
- friss
- ból ből
- Üzemanyag
- magfúzió
- Nyereség
- Nyereség
- generál
- generáló
- generáció
- Németország
- kap
- Rács
- Legyen
- tekintettel
- hélium
- segít
- Magas
- <p></p>
- tart
- holding
- HTTPS
- hatalmas
- gátfutás
- hidrogén
- Gyújtás
- kép
- fontos
- in
- egyre inkább
- információ
- Intézet
- szándékozik
- kérdés
- IT
- ITS
- maga
- Japán
- Japán
- jpg
- ugrás
- nagy
- nagymértékben
- lézer
- lézerek
- keresztnév
- Tavaly
- legutolsó
- Valószínű
- határtalan
- Elő/Utó
- készült
- Mágneses mező
- főáram
- fontos
- KÉSZÍT
- max-width
- Meltdown
- mérföldkő
- millió
- aláaknázott
- több
- kölcsönös
- nemzeti
- Természet
- Közel
- elengedhetetlen
- Szükség
- szükséges
- igények
- Semleges
- neutronok
- Új
- nukleáris
- Nukleáris fúzió
- of
- on
- ONE
- rendelés
- Más
- Egyéb
- teljesítmény
- Overcome
- Oxford
- Papír
- részecske
- bérletek
- Fizika
- pilóta
- Hely
- Pestis
- növények
- Vérplazma
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- plusz
- pont
- pont
- lehetséges
- potenciális
- hatalom
- erőművek
- erős
- korábban
- ár
- alapelv
- Probléma
- problémák
- folyamat
- gyárt
- ígéret
- protonok
- feltéve,
- közzétett
- Nyomja
- Sugárzás
- RITKA
- Arány
- reakció
- reakciók
- csökkenteni
- csökkentő
- regisztráció
- maradványok
- megköveteli,
- kutatás
- kutatók
- Richard
- Szoba
- azt mondja,
- Tudomány
- tudósok
- Második
- félvezető
- Series of
- számos
- Jel
- jelek
- Szilícium
- kicsi
- So
- néhány
- kifinomult
- forrás
- Sparks
- állvány
- Még mindig
- erős
- Tanulmány
- lényegesen
- ilyen
- bevétel
- csapat
- Műszaki
- Technologies
- tíz
- hogy
- A
- Az Egyesült Királyságban
- azok
- Őket
- ezáltal
- Azt hiszi
- három
- Keresztül
- miniatűr
- idő
- nak nek
- együtt
- Tony
- is
- igaz
- Turning
- Uk
- Végül
- egyetemi
- University of Oxford
- us
- rendszerint
- érték
- Hulladék
- Út..
- JÓL
- ami
- míg
- lesz
- val vel
- nélkül
- Munka
- lenne
- év
- zephyrnet