Термоядерная энергетика будоражит умы уже не одного поколения ученых

Популярная механикаНаука

Как удержать Солнце: материалы для термоядерных реакторов, и причем здесь пыль

Термоядерная энергетика будоражит умы уже не одного поколения ученых. Высокий энергетический выход, практические безграничные резервы топлива, отсутствие захораниваемых радиоактивных отходов – все это делает ее крайне привлекательной.

Автор: Ярослав Садовский, к. ф-м.н, доцент кафедры "Физика плазмы" института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ

Наиболее перспективным кандидатом на роль термоядерного реактора на данный момент является токамак – установка, изобретенная в СССР, в которой зажигается плазменный шнур в форме бублика. Несмотря на то, что ни на одном токамаке в мире пока еще не получен положительный выход энергии, продолжают строиться новые, все более сложные, технологичные и дорогие токамаки. Уж очень привлекательна цель! Фото: NFRI

Одной из основных проблем современных токамаков является выбор материалов, контактирующих с плазмой, или, как их еще называют, материалов первой стенки. Знакомые с принципом работы токамака могут возразить: в токамаке плазменный шнур удерживается магнитным полем, и плазма не должна касаться стенки. И теоретически это могло бы быть так, если бы не множество эффектов, нестабильностей и неидеальностей, из-за которых плазма потихоньку все же «просачивается» к стенкам. Это вызывает распыление материала первой стенки, и соответственно загрязнение плазмы атомами этого материала, которые сразу же ионизуются.

Ионизованные частицы в плазме испускают так называемое тормозное излучение, интенсивность которого пропорциональна заряду частицы в квадрате. Термоядерная плазма в идеальном случае содержит два изотопа водорода: дейтерий и тритий, у каждого из которых всего лишь по одному протону в ядре. В случае попадания в плазму, например, углерода с 6 протонами в ядре и полной его ионизации, тормозное излучение от такого иона будет в 36 раз выше, чем от ядра дейтерия. Таким образом, при загрязнении плазмы атомами первой стенки сильно увеличивается общее тормозное излучение из плазмы, которое «выкачивает» из нее энергию, и, соответственно, не позволяет ей набрать высокую, необходимую для термоядерных реакций, температуру.

Значит, материалы первой стенки должны состоять из элементов, имеющих как можно более низкий атомный номер. Это одно из основных требований, ограничивающих их выбор. Что же, рассмотрим все самые легкие элементы по порядку.

Первым номером в таблице Менделеева идет водород. Это газ, или в крайнем случае жидкость, так что стенку токамака из него не сделаешь. Номер два – гелий, тоже газ.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Юстиниан Великий и Великая чума Юстиниан Великий и Великая чума

Император, который мечтал о возрождении империи, но проиграл чумной палочке

Дилетант
«Провинция»: что выдает девушку из низшего социального класса «Провинция»: что выдает девушку из низшего социального класса

Какие черты отличают истинных аристократов от среднего класса?

Cosmopolitan
Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком

Электрический ток — как это работает?

CHIP
Что нового в мире собак? 15 неожиданных фактов из жизни четвероногих, о которых вы и подумать не могли Что нового в мире собак? 15 неожиданных фактов из жизни четвероногих, о которых вы и подумать не могли

Нежный рот лабрадора, собачьи наркотики, пасхалочка от Пола Маккартни

Популярная механика
Архитектор Возрождения: 4 подопечных Лоренцо Медичи, которые изменили искусство Архитектор Возрождения: 4 подопечных Лоренцо Медичи, которые изменили искусство

Лоренцо Великолепный Медичи — правитель Флоренции, не носивший титулов

Вокруг света
Лучшие драматические роли Джима Керри Лучшие драматические роли Джима Керри

Вспоминаем непривычно серьезные роли Джима Керри

Maxim
Майя классического периода закрепили украшения на зубах с помощью смолы и битума Майя классического периода закрепили украшения на зубах с помощью смолы и битума

Использованные индейцами смеси для зубов могли обладать терапевтическим эффектом

N+1
Как перестать думать о человеке: 5 советов психолога Как перестать думать о человеке: 5 советов психолога

Как справиться с зацикленностью на бывшем партнере

РБК
От удаления комков Биша до броулифтинга: пластика, которая может тебя состарить От удаления комков Биша до броулифтинга: пластика, которая может тебя состарить

Какие бьюти-манипуляции могут добавить тебе лишних лет

Cosmopolitan
Мудрость прошлого: мысли Сенеки, которые актуальны сегодня Мудрость прошлого: мысли Сенеки, которые актуальны сегодня

Даже спустя две тысячи лет слова Сенеки заставляют задуматься

Psychologies
Истинный возраст женщины: Валентин Пикуль одной фразой научил его определять Истинный возраст женщины: Валентин Пикуль одной фразой научил его определять

Валентин Саввич Пикуль был одним из самых популярных советских писателей

Cosmopolitan
Фокус внимания: почему сейчас важно смотреть не по сторонам, а на себя Фокус внимания: почему сейчас важно смотреть не по сторонам, а на себя

Несмотря на все трудности, нужно сместить фокус с внешних обстоятельств на себя

Psychologies
Надин Голубинофф. Анжелика — дочь моих родителей Надин Голубинофф. Анжелика — дочь моих родителей

Сегодня Надин Голубинофф управляет компанией "Анжелика"

Коллекция. Караван историй
Пора расстаться: как я понял, что это единственный выход Пора расстаться: как я понял, что это единственный выход

Истории, в которых отразились наиболее частые причины расставания

Psychologies
Восстановленные смартфоны: что это такое и опасно ли их покупать? Восстановленные смартфоны: что это такое и опасно ли их покупать?

Чем восстановленный смартфон отличается от подержанного?

CHIP
Быть добрее: о чем безумный фильм «Все везде и сразу» Быть добрее: о чем безумный фильм «Все везде и сразу»

«Все везде и сразу» — про отношения в семье и калейдоскоп мультивселенных

РБК
Едем... К Чехову! Едем... К Чехову!

Интересные литературные маршруты

Лиза
«Услышь меня!» «Услышь меня!»

Как сохранить мир с близкими, если у вас разные взгляды на жизнь

Лиза
Как чашка кофе может привести к диабету и кому лучше от него отказаться Как чашка кофе может привести к диабету и кому лучше от него отказаться

Как узнать, можно ли вам кофе и сколько?

Популярная механика
15 способов улучшить отношения за 60 секунд 15 способов улучшить отношения за 60 секунд

Секреты, которые помогут укрепить отношения с партнером, друзьями, детьми

Psychologies
«Я записался в добровольческую армию» «Я записался в добровольческую армию»

Еврей-доброволец пишет письмо русским белогвардейцам в оккупированном Париже

Дилетант
Отрывок из романа Карме Риера «В запредельной синеве» Отрывок из романа Карме Риера «В запредельной синеве»

Отрывок из романа Карме Риера, выходящего в издательстве «Книжники»

СНОБ
Гадание по первым морщинам: как научиться принимать свой возраст Гадание по первым морщинам: как научиться принимать свой возраст

Можно ли спрогнозировать, как именно мы будем стареть?

Psychologies
Топ-5 вещей, которые знаменитости никогда не делают сами, — бери пример! Топ-5 вещей, которые знаменитости никогда не делают сами, — бери пример!

Знаменитости прибегают к услугам, которые существенно упрощают жизнь

Cosmopolitan
5 вопросов об аллергии 5 вопросов об аллергии

Аллергия — болезнь, на которую не начхать

Maxim
10 многолетних растений, которые будут цвести все лето: подборка для садовода 10 многолетних растений, которые будут цвести все лето: подборка для садовода

Дачникам хочется посадить кустик, который будет расцветать из года в год

Популярная механика
Разница в возрасте: может ли она помешать отношениям? Разница в возрасте: может ли она помешать отношениям?

Идеальная разница в возрасте партнеров — какая она?

Psychologies
Королевское искушение: 5 блюд марокканской кухни Королевское искушение: 5 блюд марокканской кухни

В марокканской кухне экстравагантно сочетаются разные вкусы

Вокруг света
От страха — к новой жизни: научись управлять своим состоянием От страха — к новой жизни: научись управлять своим состоянием

В любые кризисные времена главное поле боя — у нас внутри

Psychologies
Как живет один из лучших футболистов мира: спит на одном боку, тренируется с женой и начинает прием пищи с десерта Как живет один из лучших футболистов мира: спит на одном боку, тренируется с женой и начинает прием пищи с десерта

Секреты Роберта Левандовски из «Баварии»

Maxim
Открыть в приложении