Прорыв в физике: ученые нашли короткий путь к получению безграничной энергии

В ядре Солнца происходит термоядерный синтез, когда ядра атомов водорода сливаются, создавая ядра гелия с выделением огромного количества энергии. Если получится воспроизвести стабильный термоядерный синтез на Земле, то он обеспечит человечество практически безграничной чистой термоядерной энергией. Американские физики предложили способ ускорить достижение термоядерного синтеза. Они предложили короткий путь к зажиганию, состоянию при котором плазма в реакторе способна поддерживать необходимую температуру за счет протекающей в ней реакции синтеза. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters, пишет ScienceAlert.

Зажигание термоядерного синтеза — это момент, когда реакция синтеза, то есть слияние ядер атомов изотопов водорода, может полностью поддерживать сама себя. При этом энергия, которая выделяется, превышает объем энергии, необходимый для запуска термоядерного синтеза в очень горячей плазме внутри реактора.

Авторы исследования говорят, что ученые сейчас тратят очень много энергии на зажигание термоядерного синтеза в экспериментальных термоядерных реакторах типа токамак. Но физики предлагают более эффективный путь с гораздо меньшими затратами энергии.

В основе исследования лежит расширенная версия концепции, разработанной еще около 70 лет назад, которая определяет условия для достижения зажигания термоядерного синтеза в реакторе. Ученые дополнили расчеты четырьмя важными факторами: накоплением продуктов синтеза в виде гелия, попаданием в плазму примесей со стенок реактора, выходящим излучением и утечкой тепла из плазмы. Таким образом, по словам физиков, они получили более реалистичное представление о том, как должен быть устроен термоядерный реактор.

Расчеты показали, что сначала нужно нагреть плазму до огромной температуры, а затем увеличить ее плотность, а не наоборот. Также исследование показало, что даже ничтожное количество вольфрама, которым хотят покрывать стенки будущих термоядерных реакторов, может привести к срыву термоядерного синтеза. Значит плазму нужно защитить от попадания вольфрама.

Также физики обнаружили естественные "тормоза" термоядерного синтеза. Оказалось, что утечки тепла и выход излучение могут не только способствовать поддержанию стабильности термоядерного синтеза, но они также усложняют запуск его зажигания.

Это исследование показывает, что термоядерная энергия может стать реальностью гораздо раньше, чем предполагается. Текущие оценки показывают, что получить термоядерную энергию в больших объемах получится только через несколько десятилетий.

Другие новости науки

• Ученые создали на Земле самое горячее место в Солнечной системе во время экспериментов с термоядерным синтезом.
• Возле Солнца замечен странный объект: это может быть корабль инопланетян длиной 4 км.