Прорыв в физике: Солнце в миниатюре на Земле даст безграничную энергию

Как выяснили физики, нестабильность, которая, как считалось, разрушает термоядерный синтез, на самом деле может помочь его улучшить. Это в свою очередь может дать возможность получить длительный и стабильный синтез, благодаря которому можно получить практически безграничную энергию. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет ScienceAlert.

Физики давно пытаются получить длительный и стабильный термоядерный синтез, который поможет постоянно получать огромное количество термоядерной энергии. Эта чистая и практически безграничная энергия может навсегда избавить человечество от зависимости от ископаемого топлива. Но учены нужно решить несколько важных проблем, прежде, чем они смогут получит стабильную термоядерную энергию в больших масштабах.

Сейчас многие эксперименты с термоядерным синтезом проводятся в экспериментальных термоядерных реакторах типа токамак (тороидальная камера с магнитными катушками). По сути этот реактор представляет собой Солнце в миниатюре, ведь ядерный синтез водорода в ядре нашей звезды приводит к выделению огромного количества энергии, за счет чего Солнце существует. То же самое физики хотят добиться и на Земле.

В токамаке с помощью магнитных полей удерживается и нагревается плазма до температуры в 150 миллионов градусов Цельсия, а это примерно в 10 раз больше, чем температура в ядре Солнца. В результате нагревания плазмы происходит термоядерный синтез тяжелых изотопов водорода (трития или дейтерия). В итоге выделяется энергия.

Одной из важнейших проблем при запуске термоядерного синтеза является турбулентность, в этой горячей плазме, из-за которой она теряет тепло. Авторы нового исследования с помощью крупнейшего токамака в Северной Америке DIII-D (находится в Сан-Диего, США) экспериментально доказали, что определенный тип плазменной нестабильности может фактически улучшить работу термоядерных реакторов. Ученые доказали, что электрические токи, вызванные Альфвеновскими собственными модами (колебания в плазме, удерживаемой магнитным полем) или плазменными волнами, могут останавливать турбулентность в горячей плазме внутри токамака.

Ранее считалось, что эти плазменные волны являются препятствием для работы термоядерных реакторов, поскольку они могут ухудшать удержание плазмы. Но оказалось, что при определенных условиях, турбулентность подавляется, температура плазмы растет, что создает более благоприятные условия для термоядерного синтеза. Из-за того, что больше тепла остается в плазме потенциал синтеза растет, а значит повышается возможность поддерживать его длительное время, говорят физики.

Результат исследования показал, что нестабильность, которая, как считалось, разрушает термоядерный синтез, на самом деле может помочь его улучшить. Теперь ученые намерены применить полученные результаты во время дальнейших экспериментов с термоядерным синтезом. Таким образом физики стали на шаг ближе к получению безграничной энергии.

Другие новости науки

• Исследователи нашли потенциальный способ более эффективно получать термоядерную энергию.
• Ученые разгадали 20-летняя загадку одного из самых мощных взрывов во Вселенной, который, казалось, нарушает законы физики.