Fizicienii din SUA și Japonia au observat pentru prima dată fuziunea nucleară între protoni și atomii de bor-11 într-o plasmă închisă magnetic. Ei spun că rezultatul demonstrează potențialul fuziunii proton-bor ca sursă abundentă și economică de energie. Dar alții avertizează că baza științifică pentru o astfel de sursă de energie rămâne în mare parte nedovedită și că obstacole tehnice uriașe stau în calea centralelor electrice comerciale.
Toate formele de fuziune dețin promisiunea unei energii aproape nelimitate, curate, cu sarcină de bază, fără problemele unei posibile topiri și deșeuri de lungă durată care afectează fisiunea. Dar proton-bor (pag11B) fuziunea aduce câteva virtuți suplimentare în comparație cu reacțiile mai curente care implică izotopi de hidrogen deuteriu și tritiu.
Borul poate fi extras ușor, în timp ce tritiul este rar pe Pământ și greu de produs artificial. Reacțiile proton-bor produc, de asemenea, trei atomi de heliu (particule alfa) - a căror energie ar putea fi în principiu transformată direct în electricitate - fără să genereze neutroni și, prin urmare, reducând substanțial contaminarea radioactivă a componentelor reactorului.
Cu toate acestea, aceste puncte plus au un preț. Fuziunea deuteriu-tritiu în sine necesită temperaturi enorme pentru a depăși repulsia reciprocă a nucleelor - în jur de 100 de milioane de kelvin. Dar reacțiile proton-bor au nevoie de condiții mult mai extreme – aproximativ 1.5 miliarde kelvin.
Ca autorii celor mai recente cercetări explică într-o lucrare publicată în Natura Comunicaţii, cu cât temperatura unei plasme este mai mare, cu atât mai multă energie este radiată, de obicei, sub formă de radiații sincrotron și bremsstrahlung. Acest lucru, subliniază ei, îngreunează generarea mai multă energie prin reacții de fuziune decât este necesară pentru alimentarea unui reactor - o problemă majoră atunci când o centrală comercială este probabil să aibă nevoie de un câștig de energie de cel puțin 50 pentru a depăși ineficiența în generarea de energie. proces.
Noua lucrare a fost realizată de Richard Magee și colegii de la compania de fuziune din California Tehnologii TAE împreună cu oamenii de știință de la Institutul Național pentru Știința Fuziunii în Toki, Japonia. Cercetătorii și-au făcut experimentele pe Large Helical Device (LHD) al institutului, un stelarator cu combustibilul de fuziune necesar deja instalat - protonii fiind aruncați sub formă de fascicule neutre de înaltă energie, în timp ce pulberea de bor este injectată în plasmă pentru a ajuta la reducerea impurităților.
TAE a furnizat detectorul, care se baza pe un semiconductor de siliciu parțial epuizat care generează un curent atunci când este lovit de particule alfa. A fost făcut pentru a evita înregistrarea eronată a semnalelor de la raze X și alte radiații de plasmă, fiind înclinat departe de miezul plasmei și având particulele alfa încărcate direcționate către aceasta de câmpul magnetic mare al LHD.
Cercetătorii au efectuat câteva zeci de fotografii experimentale în februarie anul trecut. Ei au observat reacțiile de fuziune comparând semnalul de pe detectorul lor înainte și după pornirea fasciculelor neutre, precum și efectuând niște fotografii fără pulbere de bor. Numai când aveau atât fascicule neutre, cât și pulbere de bor, au avut un salt în producție – a cărui valoare exactă le-a spus că produc aproximativ 1012 reacții de fuziune pe secundă, care au fost de acord cu simulările computerizate.
Provocări viitoare
Aceasta nu este prima demonstrație a fuziunii proton-bor - oamenii de știință au observat-o anterior folosind acceleratori de particule și lasere puternice. Dar colaborarea dintre SUA și Japonia susține că este important să se studieze reacția acolo unde va fi exploatată în cele din urmă - în interiorul unei plasme termonucleare limitate magnetic. Cercetătorii recunosc că este nevoie de mult mai multă muncă, dar sunt încrezători că TAE va obține un câștig de energie într-unul dintre dispozitivele sale.
Într-adevăr, TAE susține că este pe drumul spre energia comercială de fuziune. Compania a construit o serie de reactoare din ce în ce mai sofisticate pentru a explora fuziunea configurației inversate în câmp, care implică tragerea de impulsuri de plasmă într-o cameră și menținerea lor în loc magnetic prin rotirea lor. Niciunul dintre dispozitivele de până acum nu a demonstrat fuziunea proton-bor – actualul său reactor „Norman” folosind o plasmă de hidrogen – dar firma spune că intenționează să trimită electricitate în rețea de la o centrală pilot proton-bor până la începutul anilor 2030.
Etapa de aprindere a National Ignition Facility declanșează un nou impuls pentru fuziunea laser
Peter Norreys, un fizician al plasmei de la Universitatea Oxford din Marea Britanie, spune că cercetătorii au făcut „o treabă bună” în experimentele lor. Dar el susține că fuziunea proton-bor este încă departe de a rivaliza cu reacțiile deuteriu-tritiu. O complicație potențială, spune el, este nevoia de descrieri relativiste ale dinamicii plasmei la temperaturi atât de ridicate. El crede, de asemenea, că radiația Bremsstrahlung ar putea afecta limitarea plasmei prin erodarea suprafețelor interioare ale unui reactor.
Oamenii de știință de la consorțiul EUROfusion din Garching, Germania, sunt de asemenea păziți. Au povestit Tony Donné, Hartmut Zohm și Volker Naulin Lumea fizicii că viteza de reacție observată în ultimele experimente este de aproximativ zece ordine de mărime prea mică pentru a fi utilă pentru energia de fuziune (ținând cont de densitatea scăzută de putere a proton-bor).
Ei au „îndoieli puternice” că va fi vreodată posibil să se obțină câștigurile necesare pentru generarea de energie comercială și avertizează că radiația bremsstrahlung ar putea fi de fapt atât de puternică încât depășește puterea necesară pentru încălzirea și controlul plasmei - determinând plasma să colaps.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- Sursa: https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
- :este
- 1
- 100
- a
- Despre Noi
- AC
- acceleratoare
- Cont
- Obține
- recunoaște
- Suplimentar
- După
- Alfa
- deja
- și
- SUNT
- susține
- în jurul
- AS
- At
- Autorii
- bază
- BE
- înainte
- fiind
- între
- Miliard
- Aduce
- construit
- by
- CAN
- purtător
- provocând
- Cameră
- încărcat
- creanțe
- colaborare
- Colaps
- colegii
- cum
- comercial
- companie
- comparație
- compararea
- componente
- calculator
- Condiții
- încrezător
- Configuraţie
- consorţiu
- Control
- convertit
- Nucleu
- ar putea
- Cuplu
- Curent
- Data
- demonstrat
- demonstrează
- densitate
- dispozitiv
- Dispozitive
- FĂCUT
- dificil
- direct
- duzină
- dinamică
- Devreme
- Pământ
- cu ușurință
- electricitate
- energie
- enorm
- EVER
- depășește
- exploatat
- explora
- extremă
- Facilitate
- februarie
- camp
- capăt
- aprindere
- Firmă
- First
- prima dată
- Pentru
- formă
- formulare
- proaspăt
- din
- Combustibil
- fuziune
- Câştig
- câștig
- genera
- generator
- generaţie
- Germania
- obține
- Grilă
- Avea
- având în
- heliu
- ajutor
- Înalt
- superior
- deţine
- deținere
- HTTPS
- mare
- obstacole
- hidrogen
- Aprindere
- imagine
- important
- in
- tot mai mult
- informații
- Institut
- intenționează
- problema
- IT
- ESTE
- în sine
- Japonia
- Japonia
- jpg
- a sari
- mare
- în mare măsură
- cu laser
- lasere
- Nume
- Anul trecut
- Ultimele
- Probabil
- nelimitat
- Jos
- făcut
- Camp magnetic
- Mainstream
- major
- FACE
- max-width
- Meltdown
- bornă
- milion
- minat
- mai mult
- reciproc
- național
- Natură
- În apropiere
- necesar
- Nevoie
- necesar
- nevoilor
- Neutru
- neutroni
- Nou
- nuclear
- Fuziune nucleară
- of
- on
- ONE
- comenzilor
- Altele
- Altele
- producție
- Învinge
- Oxford
- Hârtie
- particulă
- trece
- Fizică
- pilot
- Loc
- Ciumă
- plante
- Plasma
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- la care se adauga
- Punct
- puncte
- posibil
- potenţial
- putere
- centrale electrice
- puternic
- în prealabil
- preţ
- principiu
- Problemă
- probleme
- proces
- produce
- promisiune
- protoni
- prevăzut
- publicat
- Împinge
- Radiaţie
- RAR
- rată
- reacţie
- Reacții
- reduce
- reducerea
- înregistrare
- rămășițe
- Necesită
- cercetare
- cercetători
- Richard
- Cameră
- spune
- Ştiinţă
- oamenii de stiinta
- Al doilea
- semiconductor
- serie
- câteva
- Semnal
- semnalele
- Siliciu
- mic
- So
- unele
- sofisticat
- Sursă
- Sparks
- stand
- Încă
- puternic
- Studiu
- substanţial
- astfel de
- luare
- echipă
- Tehnic
- Tehnologii
- zece
- acea
- Marea Britanie
- lor
- Lor
- astfel
- -Crede
- trei
- Prin
- miniatura
- timp
- la
- împreună
- Tony
- de asemenea
- adevărat
- Cotitură
- Uk
- în cele din urmă
- universitate
- Universitatea din Oxford
- us
- obișnuit
- valoare
- Deșeuri
- Cale..
- BINE
- care
- în timp ce
- voi
- cu
- fără
- Apartamente
- ar
- an
- zephyrnet