Các nhà vật lý ở Mỹ và Nhật Bản lần đầu tiên quan sát thấy phản ứng tổng hợp hạt nhân giữa các proton và nguyên tử boron-11 trong một plasma giới hạn từ tính. Họ nói rằng kết quả chứng minh tiềm năng của phản ứng tổng hợp proton–boron như một nguồn năng lượng dồi dào và kinh tế. Nhưng những người khác cảnh báo rằng cơ sở khoa học cho một nguồn năng lượng như vậy phần lớn vẫn chưa được chứng minh và những rào cản kỹ thuật to lớn cản trở các nhà máy điện thương mại.
Tất cả các dạng hợp hạch đều hứa hẹn cung cấp năng lượng tải cơ bản, sạch, gần như vô hạn mà không gặp các vấn đề về sự tan chảy có thể xảy ra và chất thải tồn tại lâu dài gây ra sự phân hạch. Nhưng proton–boron (p11B) phản ứng tổng hợp mang lại một vài ưu điểm bổ sung so với các phản ứng chủ đạo hơn liên quan đến các đồng vị hydro deuterium và tritium.
Boron có thể được khai thác dễ dàng trong khi tritium rất hiếm trên Trái đất và khó sản xuất nhân tạo. Các phản ứng proton–boron cũng tạo ra ba nguyên tử helium (hạt alpha) – về nguyên tắc, năng lượng của chúng có thể được chuyển đổi trực tiếp thành điện năng – trong khi không tạo ra neutron, và do đó làm giảm đáng kể sự nhiễm phóng xạ của các thành phần lò phản ứng.
Tuy nhiên, những điểm cộng có giá. Bản thân phản ứng tổng hợp deuterium–tritium đòi hỏi nhiệt độ cực lớn để vượt qua lực đẩy lẫn nhau của các hạt nhân – khoảng 100 triệu kelvin. Nhưng các phản ứng proton–boron vẫn cần những điều kiện khắc nghiệt hơn nhiều – khoảng 1.5 tỷ kelvin.
Như các tác giả của nghiên cứu mới nhất giải thích trong một bài báo được xuất bản trong Nature Communications, nhiệt độ của plasma càng cao thì càng có nhiều năng lượng thường được bức xạ dưới dạng bức xạ synchrotron và bức xạ hãm. Họ chỉ ra rằng điều này làm cho việc tạo ra nhiều năng lượng hơn thông qua các phản ứng nhiệt hạch khó hơn mức cần thiết để cung cấp năng lượng cho một lò phản ứng – một vấn đề lớn khi một nhà máy thương mại có thể cần mức tăng năng lượng ít nhất là 50 để khắc phục sự kém hiệu quả trong quá trình phát điện. quá trình.
Công trình mới được thực hiện bởi Richard Magee và các đồng nghiệp tại công ty nhiệt hạch California Công nghệ TAE cùng với các nhà khoa học tại Viện Quốc gia về Khoa học Hợp nhất ở Toki, Nhật Bản. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm của họ trên Thiết bị xoắn ốc lớn (LHD) của viện, một thiết bị tạo sao với nhiên liệu nhiệt hạch cần thiết đã có sẵn – các proton được bắn vào dưới dạng các chùm trung tính năng lượng cao trong khi bột boron được bơm vào plasma để giúp giảm tạp chất.
TAE đã cung cấp máy dò, hoạt động dựa trên chất bán dẫn silicon đã cạn kiệt một phần tạo ra dòng điện khi bị các hạt alpha đập vào. Nó được tạo ra để tránh đăng ký nhầm tín hiệu từ tia X và bức xạ plasma khác bằng cách đặt lệch góc với plasma lõi và để các hạt alpha tích điện hướng tới nó bởi từ trường lớn của LHD.
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện vài chục bức ảnh thử nghiệm vào tháng 10 năm ngoái. Họ đã quan sát các phản ứng nhiệt hạch bằng cách so sánh tín hiệu trên máy dò của họ trước và sau khi bật các chùm tia trung tính cũng như thực hiện một số lần chụp mà không có bột boron. Chỉ khi họ có cả chùm trung tính và bột boron thì sản lượng của họ mới tăng vọt – giá trị chính xác cho họ biết rằng họ đang sản xuất khoảng XNUMX12 phản ứng nhiệt hạch mỗi giây, phù hợp với mô phỏng máy tính.
Thách thức phía trước
Đây không phải là minh chứng đầu tiên của phản ứng tổng hợp proton–boron – trước đây các nhà khoa học đã quan sát thấy nó bằng cách sử dụng máy gia tốc hạt và tia laser cực mạnh. Nhưng sự hợp tác giữa Hoa Kỳ và Nhật Bản lập luận rằng điều quan trọng là phải nghiên cứu phản ứng mà nó cuối cùng sẽ được khai thác – bên trong một plasma nhiệt hạch, bị giới hạn từ tính. Các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng còn nhiều việc phải làm, nhưng tin tưởng rằng TAE sẽ đạt được mức tăng năng lượng ở một trong các thiết bị của mình.
Thật vậy, TAE tuyên bố đang trên đà phát triển năng lượng nhiệt hạch thương mại. Công ty đã chế tạo một loạt lò phản ứng ngày càng tinh vi để khám phá phản ứng tổng hợp cấu hình đảo ngược trường, bao gồm việc bắn các xung plasma vào một buồng và giữ chúng tại chỗ bằng từ tính bằng cách xoay chúng. Cho đến nay, không có thiết bị nào chứng minh được phản ứng tổng hợp proton–boron – lò phản ứng “Norman” hiện tại của họ sử dụng plasma hydro – nhưng công ty cho biết họ dự định đưa điện vào lưới điện từ một nhà máy điện proton–boron thí điểm vào đầu những năm 2030.
Cột mốc đánh lửa của Cơ sở đánh lửa quốc gia tạo ra cú hích mới cho phản ứng tổng hợp laser
Peter Norreys, một nhà vật lý plasma tại Đại học Oxford ở Anh, cho biết các nhà nghiên cứu đã thực hiện “rất tốt” các thí nghiệm của họ. Nhưng ông lập luận rằng phản ứng tổng hợp proton–boron vẫn còn lâu mới sánh được với phản ứng deuterium–tritium. Ông nói, một điều phức tạp tiềm ẩn là nhu cầu mô tả tương đối tính về động lực học plasma ở nhiệt độ cao như vậy. Ông cũng cho rằng có khả năng bức xạ hãm phổi có thể làm giảm khả năng giam giữ plasma bằng cách làm xói mòn các bề mặt bên trong của lò phản ứng.
Các nhà khoa học tại tập đoàn EUROfusion ở Garching, Đức, cũng được bảo vệ. Tony Donné, Hartmut Zohm và Volker Naulin kể Thế giới vật lý rằng tốc độ phản ứng quan sát được trong các thí nghiệm mới nhất là khoảng mười bậc độ lớn quá nhỏ để có ích cho năng lượng nhiệt hạch (có tính đến mật độ năng lượng thấp của proton–boron).
Họ có "nghi ngờ mạnh mẽ" rằng có bao giờ có thể đạt được mức tăng cần thiết cho phát điện thương mại hay không, và thận trọng rằng bức xạ hãm trên thực tế có thể mạnh đến mức vượt quá năng lượng cần thiết để đốt nóng và điều khiển plasma - khiến plasma sụp đổ.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến thức. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://physicsworld.com/a/proton-boron-fusion-passes-scientific-milestone/
- :là
- 1
- 100
- a
- Giới thiệu
- AC
- máy gia tốc
- Tài khoản
- Đạt được
- công nhận
- thêm vào
- Sau
- Alpha
- Đã
- và
- LÀ
- Tranh luận
- xung quanh
- AS
- At
- tác giả
- cơ sở
- BE
- trước
- được
- giữa
- Tỷ
- Mang lại
- xây dựng
- by
- CAN
- thực
- gây ra
- phòng
- tính phí
- tuyên bố
- hợp tác
- Sự sụp đổ
- đồng nghiệp
- Đến
- thương gia
- công ty
- so
- so sánh
- các thành phần
- máy tính
- điều kiện
- tự tin
- Cấu hình
- tập đoàn
- điều khiển
- chuyển đổi
- Trung tâm
- có thể
- Couple
- Current
- Ngày
- chứng minh
- chứng minh
- mật độ
- thiết bị
- Thiết bị (Devices)
- ĐÃ LÀM
- khó khăn
- trực tiếp
- hàng chục
- động lực
- Đầu
- trái đất
- dễ dàng
- điện
- năng lượng
- to lớn
- BAO GIỜ
- vượt quá
- khai thác
- khám phá
- cực
- Cơ sở
- Tháng Hai
- lĩnh vực
- cuối
- bắn
- Công ty
- Tên
- lần đầu tiên
- Trong
- hình thức
- các hình thức
- tươi
- từ
- Nhiên liệu
- nhiệt hạch
- Thu được
- thu nhập
- tạo ra
- tạo ra
- thế hệ
- Nước Đức
- được
- lưới
- Có
- có
- helium
- giúp đỡ
- Cao
- cao hơn
- tổ chức
- tổ chức
- HTTPS
- lớn
- Vượt rào
- khinh khí
- Ignition
- hình ảnh
- quan trọng
- in
- lên
- thông tin
- Viện
- dự định
- vấn đề
- IT
- ITS
- chính nó
- Nhật Bản
- Của Nhật Bản
- jpg
- nhảy
- lớn
- phần lớn
- tia laser
- laser
- Họ
- Năm ngoái
- mới nhất
- Có khả năng
- vô hạn
- Thấp
- thực hiện
- Từ trường
- Mainstream
- chính
- LÀM CHO
- max-width
- Meltdown
- sự kiện quan trọng
- triệu
- khai thác
- chi tiết
- lẫn nhau
- quốc dân
- Thiên nhiên
- Gần
- cần thiết
- Cần
- cần thiết
- nhu cầu
- Neutral
- nơtron
- Mới
- hạt nhân
- Phản ứng tổng hợp hạt nhân
- of
- on
- ONE
- đơn đặt hàng
- Nền tảng khác
- Khác
- đầu ra
- Vượt qua
- Oxford
- Giấy
- hạt
- vượt qua
- Vật lý
- phi công
- Nơi
- Tai họa
- nhà máy
- Plasma
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- thêm
- Điểm
- điểm
- có thể
- tiềm năng
- quyền lực
- nhà máy điện
- mạnh mẽ
- trước đây
- giá
- nguyên tắc
- Vấn đề
- vấn đề
- quá trình
- sản xuất
- lời hứa
- proton
- cung cấp
- công bố
- Đẩy
- Bức xạ
- HIẾM HOI
- Tỷ lệ
- phản ứng
- phản ứng
- giảm
- giảm
- đăng ký
- vẫn còn
- đòi hỏi
- nghiên cứu
- nhà nghiên cứu
- Richard
- Phòng
- nói
- Khoa học
- các nhà khoa học
- Thứ hai
- bán dẫn
- Loạt Sách
- một số
- Tín hiệu
- tín hiệu
- Silicon
- nhỏ
- So
- một số
- tinh vi
- nguồn
- Sparks
- đứng
- Vẫn còn
- mạnh mẽ
- Học tập
- đáng kể
- như vậy
- dùng
- nhóm
- Kỹ thuật
- Công nghệ
- 10
- việc này
- Sản phẩm
- Anh
- cung cấp their dịch
- Them
- bằng cách ấy
- nghĩ
- số ba
- Thông qua
- thumbnail
- thời gian
- đến
- bên nhau
- Tony
- quá
- đúng
- Quay
- Uk
- Cuối cùng
- trường đại học
- Đại học Oxford
- us
- thường
- giá trị
- Chất thải
- Đường..
- TỐT
- cái nào
- trong khi
- sẽ
- với
- không có
- Công việc
- sẽ
- năm
- zephyrnet