Блог

Sep 14, 2023

Американские учёные добились долгого

Впервые американские ученые в Национальном центре зажигания

Впервые американские ученые в Национальной установке зажигания Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса в Калифорнии успешно осуществили реакцию ядерного синтеза, что привело к получению чистого прироста энергии, подтвердил CNN источник, знакомый с проектом.

Ожидается, что Министерство энергетики США официально объявит о прорыве во вторник.

Результатом эксперимента станет огромный шаг в многолетнем стремлении высвободить бесконечный источник чистой энергии, который мог бы помочь положить конец зависимости от ископаемого топлива. Исследователи на протяжении десятилетий пытались воссоздать ядерный синтез, воспроизводя термоядерный синтез, который питает Солнце.

Министр энергетики США Дженнифер Грэнхолм во вторник сделает заявление о «крупном научном прорыве», объявило министерство в воскресенье. Впервые о прорыве сообщила Financial Times.

Ядерный синтез происходит, когда два или более атома сливаются в один более крупный. Этот процесс генерирует огромное количество энергии в виде тепла. В отличие от ядерного деления, которое обеспечивает электроэнергию во всем мире, оно не приводит к образованию долгоживущих радиоактивных отходов.

Ученые всего мира медленно приближались к этому прорыву, используя разные методы для достижения одной и той же цели.

Гигантская машина в форме пончика только что доказала, что практически безграничный источник чистой энергии возможен

Проект Национальной установки зажигания создает энергию за счет ядерного синтеза с помощью так называемого «термоядерного инерционного синтеза». На практике американские ученые запускают гранулы, содержащие водородное топливо, в массив из почти 200 лазеров, по сути создавая серию чрезвычайно быстрых, повторяющихся взрывов со скоростью 50 раз в секунду.

Энергия, собранная из нейтронов и альфа-частиц, извлекается в виде тепла, и это тепло является ключом к производству энергии.

«Они сдерживают реакцию термоядерного синтеза, бомбардируя снаружи лазерами», — сказал CNN Тони Рулстон, эксперт по термоядерному синтезу с инженерного факультета Кембриджского университета. «Они нагревают снаружи; это создает ударную волну».

Несмотря на то, что получение чистого прироста энергии от ядерного синтеза является большим делом, оно происходит в гораздо меньших масштабах, чем то, что необходимо для питания электрических сетей и обогрева зданий.

«Речь идет о том, что нужно, чтобы вскипятить 10 чайников воды», — сказал Джереми Читтенден, содиректор Центра исследований инерционного синтеза Имперского колледжа в Лондоне. «Чтобы превратить это в электростанцию, нам нужно добиться большего прироста энергии – нам нужно, чтобы она была существенно больше».

Искусственное солнце ненадолго осветило английскую сельскую местность. Однажды это может изменить все

В Великобритании ученые работают с огромной машиной в форме пончика, оснащенной гигантскими магнитами, называемой токамаком, чтобы попытаться получить тот же результат.

После того, как в токамак впрыскивается небольшое количество топлива, гигантские магниты активируются для создания плазмы. Плазма должна достичь температуры не менее 150 миллионов градусов Цельсия, что в 10 раз горячее, чем ядро ​​Солнца. Это заставляет частицы топлива сливаться в одну. При ядерном синтезе слитый продукт имеет меньшую массу, чем исходные атомы. Недостающая масса превращается в огромное количество энергии.

Нейтроны, способные покинуть плазму, затем попадают в «одеяло», покрывающее стенки токамака, и их кинетическая энергия передается в виде тепла. Это тепло затем можно использовать для нагрева воды, создания паровых и энергетических турбин для выработки электроэнергии.

В прошлом году ученые, работающие недалеко от Оксфорда, смогли генерировать рекордное количество устойчивой энергии. Несмотря на это, это длилось всего 5 секунд.

Будь то использование магнитов или стрельба лазерами по гранулам, результат в конечном итоге один и тот же: тепло, получаемое в процессе слияния атомов, является ключом к производству энергии.

Большая проблема использования термоядерной энергии заключается в том, чтобы поддерживать ее достаточно долго, чтобы она могла питать электрические сети и системы отопления по всему миру.