Этот метод был назван управляемым термоядерным синтезом с инерционным удержанием, и спустя множество десятилетий работы его удалось воплотить в лабораторных условиях. Холодный ядерный синтез. Поступили новости о том, что американским ученым из Национальной лаборатории Лоуренса удалось повторить термоядерный синтез, высвободив больше энергии, чем было затрачено на запуск реакции.
Холодный термоядерный синтез в обыкновенной кружке
Несмотря на то, что это время было коротким, оно уже показывает, что более плотная плазма может быть управляемой в токамаке. Исследователи использовали метрику под названием H98 y, 2 для оценки эффективности, с которой реактор токамака удерживает плазму. Как объясняют ученые, если значение H98 y, 2 больше 1, это означает, что плазма остается стабильной и хорошо удерживается, что и было сделано в эксперименте. Повторение эксперимента на более крупном реакторе После такого успеха ученые хотят экстраполировать результаты на более крупные установки. В частности, они думают об ИТЭР, экспериментальном токамаке нового поколения, который сейчас строится во Франции. Однако исследователи подчеркивают, что воспроизвести тот же эксперимент на реакторе такого размера может быть очень сложно. По их словам, небольшое изменение начальных условий может привести к кардинально иным результатам.
При этом обычного разогрева трития и дейтерия до плазменной "каши" недостаточно. Главная задача термоядерных реакторов токамаков , которую учёные никак не могут решить на практике, состоит в том, что разогретые частицы нужно удерживать на месте. Только так они будут пригодны для выработки и преобразования тепловой энергии в электричество. При коротких "прожигах" реакторов этого не требуется, но для промышленной эксплуатации необходимы длительные реакции. Добиться этого пока не получается — контроль над системой теряется почти сразу, и термоядерный реактор приходится экстренно останавливать. Расщепления радиоактивных материалов в четырёх энергоблоках достаточно, чтобы осветить огромную территорию. Инженер-атомщик Владимир Спиридонов в беседе с Лайфом отметил, что кроме использования нового типа топлива и потенциально огромного количества энергии могут сильно уменьшиться и размеры электростанций. Реактор ITER — это лишь первый шаг. Его размеры велики, но по мере развития технологии такая станция станет меньше. Возможно, со временем размеры всего комплекса уменьшат до размеров офисного здания Владимир Спиридонов Особенность термоядерного синтеза заключается в том, что за сутки таких импульсов может быть десять, а при должном умении — сто и даже более тысячи. После перемножения импульсов на мегаватты выработанной энергии получится, что самая маленькая термоядерная электростанция в разы производительнее атомной. К тому же дейтерий и тритий, используемые в качестве топлива, существенно экологичнее изотопов урана и плутония, да и термоядерный реактор в теории почти не надо "перезаряжать". По сути, термоядерная электроэнергетика — "святой Грааль" человечества. Она способна решить все энергетические проблемы на ближайшие несколько столетий вперёд. Во-первых, после появления термоядерной энергии исчезнет проблема радиационной опасности объектов. Проще говоря, никакого "второго Чернобыля" или "Фукусимы" и близко произойти не сможет.
Повторение эксперимента на более крупном реакторе После такого успеха ученые хотят экстраполировать результаты на более крупные установки. В частности, они думают об ИТЭР, экспериментальном токамаке нового поколения, который сейчас строится во Франции. Однако исследователи подчеркивают, что воспроизвести тот же эксперимент на реакторе такого размера может быть очень сложно. По их словам, небольшое изменение начальных условий может привести к кардинально иным результатам. Не говоря уже о том, что переход к ИТЭР означает адаптацию метода к плазменной камере с внешним радиусом 6,2 метра, в то время как для DIII-D этот показатель составляет 1,6 метра. Это отражает фундаментальные проблемы ядерного синтеза и сложность, с которой придется столкнуться ученым, прежде чем будет создан коммерчески жизнеспособный реактор.
Максимум, какая опасность поджидает обслуживающий персонал и окружающих — расплавление токамака установки удержания плазмы с помощью мощных магнитов. В этом плане УТС гораздо безопаснее классической атомной энергетики, где реакция как раз является цепной и угрожает загрязнением обширных площадей. Чем еще хорош термоядерный синтез Высокая энергоэффективность и относительная безопасность — далеко не все плюсы. Есть как минимум еще четыре : Отсутствие эмиссии парниковых газов. Возможность размещения станции вблизи населенных пунктов из-за отсутствия выделяемых в окружающую среду вредных веществ. Практически неограниченные запасы топлива. Например, изотоп водорода дейтерий легко получается из обычной воды, да и требуется его немного. К тому же термоядерный синтез лишен всех недостатков классической атомной энергетики. Так, первое теоретическое обоснование в своих работах дал Лаврентьев 1950 , чуть позже с аналогичными трудами выступил Спицер из США 1951. Первый токамак , ТМП, был сконструирован в 1958 году в Курчатовском институте. По расчетам, его мощность будет в 30 раз выше аналогичного показателя у JET. ИТЭР был согласован в 1992 году, строительство началось в 2010-ом.
Холодный синтез: желаемое или действительное?
Но и на этом «плохие» новости для сторонников холодного термоядерного синтеза не закончились. Если весь этот изотоп использовать в термоядерном реакторе, выделится столько же энергии, как при сжигании 300 л бензина. Главная» Новости» Холодный ядерный синтез новости последние.
Термоядерная мощь: насколько люди близки к созданию неисчерпаемого источника энергии
После того как температура внутри реактора становится достаточной для начала реакции, происходит постепенный выброс огромного количества тепловой энергии, с помощью которой вырабатывается электричество. Но просто это звучит только в теории, иначе термоядерный синтез был бы поставлен на поток почти сразу после разработки теории и просчёта всей реакции физиками и математиками. Главная и пока, к сожалению, нерешённая проблема термоядерных реакторов, предназначенных для разогрева дейтерия и трития до температуры в сотню миллионов градусов, — отсутствие эффективности. Если выражаться проще, то удерживать разогретые до состояния плазмы дейтерий и тритий в реакторе учёные научились, но энергия, выделяющаяся во время процесса синтеза, оказывается меньше той, что потребляет реактор. Впрочем, реакцию продолжительной назвать нельзя — со времён первых опытов советских учёных продолжительность реакции увеличили лишь на сотые доли секунды. Успеха не удалось добиться даже самым пытливым в мире физикам — китайским. Их "реактор будущего" под названием EAST разогрелся до 100 млн градусов лишь на тысячные доли секунды — фантастический результат для китайцев, но совершенно отвратительный для коммерческой эксплуатации. При этом обычного разогрева трития и дейтерия до плазменной "каши" недостаточно. Главная задача термоядерных реакторов токамаков , которую учёные никак не могут решить на практике, состоит в том, что разогретые частицы нужно удерживать на месте.
Только так они будут пригодны для выработки и преобразования тепловой энергии в электричество. При коротких "прожигах" реакторов этого не требуется, но для промышленной эксплуатации необходимы длительные реакции. Добиться этого пока не получается — контроль над системой теряется почти сразу, и термоядерный реактор приходится экстренно останавливать. Расщепления радиоактивных материалов в четырёх энергоблоках достаточно, чтобы осветить огромную территорию. Инженер-атомщик Владимир Спиридонов в беседе с Лайфом отметил, что кроме использования нового типа топлива и потенциально огромного количества энергии могут сильно уменьшиться и размеры электростанций. Реактор ITER — это лишь первый шаг. Его размеры велики, но по мере развития технологии такая станция станет меньше.
Всех этих элементов ведь не было в этом куске. Но вы видите превращение своими собственными глазами. И каждый может это сделать. Есть такая поговорка: «Наука движется вперед рывками: от похорон к похоронам». Это на самом деле так. Люди — ученые — неохотно меняют свою точку зрения. Они умирают, но им на смену приходят молодые, с новым духом. Именно они могут делать прорыв в науке. Для этого требуется время. Революция не происходит в один день. Прошел уже 31 год. Кажется, что это много в границах продолжительности жизни одного человека, но, если сравнивать с жизнью всего человечества, это мгновение. Люди не думают о будущем. Невозможно остановить машины и вернуться назад, в прошлые века, но с новыми технологиями мы можем двигаться вперед. И невозможно предсказать новые технологии. Некоторые политики экстраполируют какие-то явления, но пословица говорит: «деревья не растут до неба». Это означает, что всё меняется. Правильно говорят, что каменный век прекратился не потому, что закончились камни, а потому, что появилось что-то еще. И наше время не прекратится с исчерпанием нефти, оно станет другим с появлением чего-то нового. Я так горжусь, что могу быть частью этого, частью истории. Я пришел в науку с опозданием — Эйнштейн уже мёртв, Коперник тоже мертв, но у меня уникальный шанс работать в сфере, в которой предстоит сделать еще много открытий, которые не были сделаны раньше. Но раньше, вероятно, не было возможностей, не было нужного оборудования. Нанопорошки уже существуют достаточно долгое время — сигареты делают на нанопорошках. Но у нас раньше не было инструментов, чтобы рассмотреть их. Теперь, когда у нас есть такие инструменты, людей беспокоят нанотехнологии. Это аналогично тому, что до появления микроскопа мы ничего не знали о микробах, так как не видели их. А как только появился микроскоп, мы стали беспокоиться по поводу микробов. Когда Христофор Колумб прибыл в Америку, он не знал, что это была Америка. Он думал, что это Индия. Мы не знаем, к чему мы придём с холодным синтезом. Для нас это неизведанная земля. У нас ни малейшего представления, что мы получим. Я объясню на одном примере. Вот у вас есть атом кислорода, в нем восемь электронов крутятся вокруг ядра. Если вы убираете один электрон, остаётся семь. Высокая энергия — это только один электрон.
В общепринятой физике слияние ядер атомов в нормальных условиях невозможно: кулоновское отталкивание не даст им сблизиться на достаточно малое расстояние. Чтобы преодолеть его, нужны температуры и давления, которые делают термоядерную энергетику непрактичной. В рамках концепции холодного термоядерного синтеза возможны условия, когда ядра атомов сливаются, несмотря на кулоновское отталкивание. Вообще-то сходные процесс известны и в «нормальной» физике. Если заменить в изотопах водорода электрон на мюон отрицательно заряженная частица, примерно в двести раз тяжелее электрона , то из-за большей массы мюона возможно сближение ядер атомов такого «модифицированного» водорода на расстояния, при которых они сливаются. Так из пары атомов дейтерия можно получить, например, тритий или гелий. Что характерно, это происходит при низких температурах, а вовсе не при многих миллионах градусах, как в токамаках и иных термоядерных реакторах. Проблема в том, что энергия, которую в такой реакции можно получить за счет мюона, — не более 1,4 гигаэлектронвольта. А чтобы получить мюон на современных ускорителях, необходимо придать частице энергию от нескольких гигаэлектронвольт. Ситуация как с золотом, которое можно получить из других элементов с помощью ядерной физики: сам процесс возможен, но золото, полученное им, будет много дороже обычного. Никаких путей снизить нужную для наработки мюонов энергию пока даже не просматривается. Сторонники «холодного синтеза» ищут какие-то катализаторы типа мюонов, но при этом намного более стабильные, способные сделать реальностью слияние атомов при умеренных температурах «за недорого». Проблема этих поисков в том, что они идут без каких-либо здравых теоретических идей, «на ощупь», и даже сама возможность решения этой проблемы никак не доказана. Возьмем обычные токамаки: считается, что если вложить 25 миллиардов долларов ITER, то удастся добиться «горячей» термоядерной реакции, при которой энергии получалось бы больше, чем нужно на нагрев и удержание плазмы в токамаке. Далеко не очевидно, что из этого получится что-то экономически разумное стоимость реактора на единицу тепловой мощности для этого должна упасть минимум в десятки раз. С холодным термоядом таких надежд пока нет. Лженаука и патологическая наука Тем не менее попытки построить установки холодного ядерного синтеза предпринимались, предпринимаются и будут предприниматься во всем обозримом будущем. Двадцать вторая Международная конференция по холодному термоядерному синтезу проходит, как видно из названия, уже почти третий десяток раз.
Как объясняют ученые, если значение H98 y, 2 больше 1, это означает, что плазма остается стабильной и хорошо удерживается, что и было сделано в эксперименте. Повторение эксперимента на более крупном реакторе После такого успеха ученые хотят экстраполировать результаты на более крупные установки. В частности, они думают об ИТЭР, экспериментальном токамаке нового поколения, который сейчас строится во Франции. Однако исследователи подчеркивают, что воспроизвести тот же эксперимент на реакторе такого размера может быть очень сложно. По их словам, небольшое изменение начальных условий может привести к кардинально иным результатам. Не говоря уже о том, что переход к ИТЭР означает адаптацию метода к плазменной камере с внешним радиусом 6,2 метра, в то время как для DIII-D этот показатель составляет 1,6 метра. Это отражает фундаментальные проблемы ядерного синтеза и сложность, с которой придется столкнуться ученым, прежде чем будет создан коммерчески жизнеспособный реактор.
Выбор сделан - токамак плюс
Ядерный синтез — естественная реакция в звездах, но его крайне сложно воспроизвести на Земле. Исследователи все еще сталкиваются с рядом технических проблем, чтобы собрать воедино условия, необходимые для контролируемого и экономически эффективного ядерного синтеза. Плотность плазмы — одно из важнейших условий для воспроизведения реакции. Чем плотнее материал, тем большее количество горючих частиц он содержит, что повышает вероятность термоядерного синтеза. В ядерных реакторах типа токамак эта плотность ограничена. Однако в ходе недавнего эксперимента ученым из General Atomics компании, специализирующейся на ядерной физике удалось увеличить плотность плазмы, как никогда ранее, без ущерба для ее удержания. Подробности были опубликованы в журнале.
Это не утопия, это обычный день в мире, где человек освоил реакцию холодного ядерного синтеза.
В четверг, 22 мая 2008 года, группа японских физиков из Университета Осаки под руководством профессора Араты провела демонстрацию реакции холодного ядерного синтеза. Некоторые из присутствовавших на демонстрации ученых назвали ее успешной, однако большинство заявило, что для подобных утверждений необходимо независимо повторить опыт в других лабораториях. О заявлении японцев написало несколько физических изданий, однако наиболее уважаемые в научном мире журналы, такие как Science и Nature, пока не опубликовали своей оценки этого события. Чем объясняется такой скепсис научного сообщества? Все дело в том, что холодный ядерный синтез с некоторых пор пользуется у ученых дурной славой. Несколько раз заявления об успешном проведении этой реакции на поверку оказывались фальсификацией либо неверно поставленным экспериментом. Чтобы понять, в чем трудность осуществления ядерного синтеза в лабораторных условиях, необходимо коротко коснуться теоретических основ реакции.
Куры и ядерная физика Ядерный синтез - это реакция, при которой атомные ядра легких элементов сливаются, образуя ядро более тяжелого. При реакции выделяется огромное количество энергии. Это обусловлено действующими внутри ядра чрезвычайно интенсивными силами притяжения, которые удерживают вместе входящие в состав ядра протоны и нейтроны. На маленьких расстояниях — около 10-13 сантиметров - эти силы чрезвычайно сильны. С другой стороны, протоны в ядрах заряжены положительно, и, соответственно, стремятся оттолкнуться друг от друга. Радиус действия электростатических сил намного больше, чем у ядерных, поэтому когда ядра удалены друг от друга, первые начинают преобладать. В обычных условиях кинетическая энергия ядер легких атомов слишком мала для того, чтобы они смогли преодолеть электростатическое отталкивание и вступить в ядерную реакцию.
Заставить атомы сблизиться можно, сталкивая их на большой скорости или используя сверхвысокие давления и температуры. Однако теоретически существует и альтернативный способ, позволяющий проводить желанную реакцию практически "на столе". Одним из первых идею осуществления ядерного синтеза при комнатной температуре высказал в 60-е годы прошлого века французский физик, лауреат Нобелевской премии Луис Кервран Louis Kervran. Ученый обратил внимание на тот факт, что куры, не получающие кальция с пищей, тем не менее несут нормальные яйца, покрытые скорлупой. В скорлупе, как известно, содержится очень много кальция. Кервран заключил, что куры синтезируют его у себя в организме из более легкого элемента — калия.
Первая предполагает включение в палладиевый объект больших количеств дейтерия, которых предположительно должно хватить для запуска реакций. Однако при высоких концентрациях исследователям не удалось получить стабильных образцов. Второй эксперимент был попыткой повторения опытов по бомбардировке палладия импульсами горячих ионов дейтерия, в результате которых якобы получается тритий. Третий вариант предполагал нагрев металлических порошков в обогащенной водородом среде. Авторам во всех случаях не удалось найти каких-либо свидетельств протекания холодной термоядерной реакции, но они осторожны в формулировках и не утверждают, что полностью исключили их возможность. В частности, им не удалось по всем параметрам приблизиться к условиям, которые называют наиболее благоприятными для протекания подобных реакций. Оба эксперимента с палладием требуют дополнительной работы: есть надежда на создание образцов с высокой концентрацией дейтерия, а опыты с тритием могут вызывать слишком слабый для регистрации эффект. В любом случае проект нельзя назвать провальным, считают авторы. В частности, по их заявлениям они создали «лучший в мире калориметр», который использовали для регистрации выделений малейших количеств энергии в непростых экспериментальных условиях.
Как правило, это совпадает с какими-то кризисными явлениями. Сейчас понятно, что с ростом цен на энергоносители. Здесь нужно внимательно подходить, вокруг очень много пиара. Частники, в общем-то, понимают, что есть деньги, то можно попробовать их заложить туда. А вдруг это сработает? Большая часть из них понимает, что, скорее всего, это вложение на далекое будущее. Кто-то ориентируется на внуков, а кто-то верит рекламе». Тем временем корпорация Microsoft подписала в начале мая коммерческий контракт на поставку электроэнергии, произведенной с помощью термоядерного синтеза, с компанией Helion Energy, занимающейся разработкой систем уникальной конфигурации, именуемых Fusion Engine, которые сочетают в себе элементы магнитного удержания и инерционного сжатия. Helion Energy планирует подключить реактор мощностью минимум 50 МВт — это немного, но речь здесь идет, скорее, о самом факте первого в истории коммерческого контракта на получение энергии посредством термоядерного синтеза. Причем речь идет не о соглашении о намерениях, а о настоящем инвестиционном контракте, сумма которого, впрочем, не разглашается, и который предусматривает штрафные санкции в случае его неисполнения к сроку.
Термоядерную установку, у которой нет аналогов в мире, запустили в Курчатовском институте
Термоядерный, холодный синтез. Теория, технология.» на канале «Теплое Событие» в хорошем качестве, опубликованное 11 декабря 2023 г. 20:24 длительностью 00:15:26 на видеохостинге RUTUBE. Статья автора «Живой Космос» в Дзене: Холодный синтез — это мечта, над исполнением которой некоторые учёные трудятся уже несколько десятилетий. Термоядерный синтез заработал в плюс: американские учёные смогли запустить реакцию с положительным КПД.
Deneum: как заниматься холодным ядерным синтезом и бороться с сомнениями ученых
Ядерный синтез (часто говорят «термоядерный синтез») — это реакция, в которой легкие ядра при столкновении объединяются в одно тяжелое ядро. Термоядерный синтез заработал в плюс: американские учёные смогли запустить реакцию с положительным КПД. объяснения поддерживали в новостях то, что называлось "холодным термоядерным синтезом" или "путаницей термоядерного синтеза".[32. 8 декабря 2014 Новости. 8 октября 2014 года была завершена проверка независимыми исследователями из Италии и Швеции устройства E-Cat для выработки электроэнергии на основе реактора холодного термоядерного синтеза. Термоядерный синтез заработал, квантовые точки, клей для клеток, уранил из отходов | техно-новости.