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

«Хоть еще одного любовника заводи»: истории женщин, которые постоянно хотят секса (и страдают от этого) «Хоть еще одного любовника заводи»: истории женщин, которые постоянно хотят секса (и страдают от этого)

Анонимные откровения героинь, которыми они больше ни с кем не могут поделиться

Playboy
Мужские привилегии: как в Афганистане девочки становятся мальчиками Мужские привилегии: как в Афганистане девочки становятся мальчиками

В афганских семьях, где нет сына, одной из дочерей приходится стать «мальчиком»

Вокруг света
Как воскресить мамонта: ДНК поможет ученым оживить шерстистого гиганта Как воскресить мамонта: ДНК поможет ученым оживить шерстистого гиганта

Можно ли воссоздать мамонта и отправить его заселять Якутию?

Популярная механика
Один виток вокруг Земли: что происходило в странах, над которыми пролетал Юрий Гагарин Один виток вокруг Земли: что происходило в странах, над которыми пролетал Юрий Гагарин

Что происходило в странах, над которыми пролетал первый в мире космонавт

Вокруг света
Худшие способы утешить человека в беде: 4 фразы Худшие способы утешить человека в беде: 4 фразы

Что нельзя говорить человеку, которому плохо?

Psychologies
7 физических упражнений, которые помогают снизить уровень сахара в крови 7 физических упражнений, которые помогают снизить уровень сахара в крови

Эти спортивные занятия в домашних условиях безопасны и очень эффективны!

Популярная механика
Женщины в русской поэзии XVIII и начала XIX века. Фрагмент новой книги филолога Марии Нестеренко Женщины в русской поэзии XVIII и начала XIX века. Фрагмент новой книги филолога Марии Нестеренко

В России писательницы существовали задолго до Серебряного века

Esquire
6 продуктов, которые точно не помогут похудеть 6 продуктов, которые точно не помогут похудеть

Пищевые ловушки здоровых продуктов

Популярная механика
Призывная комиссия: почему служба в армии приводит к экономическим издержкам Призывная комиссия: почему служба в армии приводит к экономическим издержкам

Призыв наносит существенный вред как призывникам так и экономике страны

Forbes
Электросамокат признали транспортным средством. Все подробности про права Электросамокат признали транспортным средством. Все подробности про права

Нужны ли права на электросамокаты, скейтборды на электряге и гироскутеры?

РБК
Филипп Бледный: «Оглядываясь назад, понимаю — не желал бы вернуться ни в один отрезок своей прежней жизни» Филипп Бледный: «Оглядываясь назад, понимаю — не желал бы вернуться ни в один отрезок своей прежней жизни»

Никогда больше не сыграю Веника из «Папиных дочек»

Караван историй
Вершки и корешки с историей: 9 древнейших овощей на нашей грядке Вершки и корешки с историей: 9 древнейших овощей на нашей грядке

Какой путь проделали овощные культуры, прежде чем оказаться на наших грядках?

Вокруг света
Каким был режиссер Леонид Хейфец Каким был режиссер Леонид Хейфец

Педагог и режиссер, воспитавший не одно поколение актеров и зрителей

СНОБ
В Сибирь по своей воле! Открываем новые маршруты В Сибирь по своей воле! Открываем новые маршруты

Отправляемся знакомиться с Тюменской областью

Лиза
10 главных запретов в СССР, которые кажутся нам дикими 10 главных запретов в СССР, которые кажутся нам дикими

В СССР хватало моментов, которые мы с вами ни за что бы не хотели повторить

Cosmopolitan
Король коммуникации: 5 книг о том, как правильно говорить и слушать Король коммуникации: 5 книг о том, как правильно говорить и слушать

Эффективная коммуникация — это значительная часть успеха в любом деле

Maxim
Культура ненависти Культура ненависти

Зачем человеку ненависть и как с ней жить

СНОБ
Новое время или древняя Античность: когда люди впервые заговорили о существовании НЛО? Новое время или древняя Античность: когда люди впервые заговорили о существовании НЛО?

Многие считают, что наблюдение НЛО – сугубо современное явление. Но это не так

ТехИнсайдер
Как выглядят самые странные советские постройки: что с ними стало сегодня? Как выглядят самые странные советские постройки: что с ними стало сегодня?

Советская архитектура одновременно пугает и восхищает

Cosmopolitan
Физики оценили роль квантовой когерентности в работе птичьего компаса Физики оценили роль квантовой когерентности в работе птичьего компаса

Как устроена чувствительность к магнитому полю у перелетных птиц?

N+1
Мужчины никому не интересны: ученые изучили аудиторию приложений для знакомств и пришли к неутешительным выводам Мужчины никому не интересны: ученые изучили аудиторию приложений для знакомств и пришли к неутешительным выводам

Почему в интернете мужчины получают меньше внимания, чем девушки?

Популярная механика
15 главных когнитивных искажений 15 главных когнитивных искажений

Что такое когнитивные искажения и почему они встречаются у многих из нас?

Psychologies
«Пронзительно громко»: метафоричный сериал с Николь Кидман про современных женщин «Пронзительно громко»: метафоричный сериал с Николь Кидман про современных женщин

Каким получился сериал-экранизация сборника рассказов Сесилии Ахерн?

Forbes
7 нелепых диет: почему стоит держаться от них подальше 7 нелепых диет: почему стоит держаться от них подальше

Рассмотрим топ-7 нелепых диет, которых не стоит придерживаться

Psychologies
Гай Фокс и Пороховой заговор: как появился самый узнаваемый символ протестов Гай Фокс и Пороховой заговор: как появился самый узнаваемый символ протестов

Вспоминаем, как образ Гая Фокса был увековечен в поп-культуре

Esquire
Диета без запретов: 10 эффективных углеводов, которые помогают худеть Диета без запретов: 10 эффективных углеводов, которые помогают худеть

Если есть больше правильных углеводов, сами не заметите, как похудеете!

Популярная механика
«Из-за служебного романа потеряла любимую работу. Теперь не могу найти свое место» «Из-за служебного романа потеряла любимую работу. Теперь не могу найти свое место»

Как помочь себе найти жизненную цель?

Psychologies
Илья Ильф и Евгений Петров: пять книг, которые стоит прочитать Илья Ильф и Евгений Петров: пять книг, которые стоит прочитать

Что, помимо "12 стульев" и "Золотого теленка", безусловно заслуживает внимания

Esquire
Принять различия: как избавиться от предрассудков Принять различия: как избавиться от предрассудков

Как распознать свои скрытые предубеждения и уменьшить их влияние на нас?

Psychologies
Прием метформина перед зачатием связали с аномалиями гениталий у потомства Прием метформина перед зачатием связали с аномалиями гениталий у потомства

Как метформин связан с аномалиями развития?

N+1
Открыть в приложении