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

Псилоцибин помог при мигрени Псилоцибин помог при мигрени

Клиническое исследование показало эффективность псилоцибина при мигрени

N+1
Здоровое питание и секреты похудения: советы от врачей Здоровое питание и секреты похудения: советы от врачей

В похудении самое главное — никуда не спешить и твердо стоять на своем!

Популярная механика
Война в космосе: какое оружие есть на орбите у разных стран Война в космосе: какое оружие есть на орбите у разных стран

Что там творится у нас над головой, на орбите планеты?

Maxim
7 способов, как сохранить уровень сахара в норме 7 способов, как сохранить уровень сахара в норме

Простые правила, которые помогут держать сахар в норме

Популярная механика
Почему полезно злиться на партнера: 3 важных вывода Почему полезно злиться на партнера: 3 важных вывода

Можно ли воспользоваться раздражением как инструментом для развития отношений

Psychologies
От Елизаветы II до Натальи Водяновой: 10 кукол Barbie в виде звезд От Елизаветы II до Натальи Водяновой: 10 кукол Barbie в виде звезд

Вспоминаем куклы Barbie в виде медийных личностей

РБК
За что Юрию Никулину поклонились 78 японцев, и почему они сняли пиджаки За что Юрию Никулину поклонились 78 японцев, и почему они сняли пиджаки

Юрий Никулин - человек с огромным сердцем

Cosmopolitan
Самолет комсомольцев: как в СССР разработали уникальный бомбардировщик с вертикальным взлетом Самолет комсомольцев: как в СССР разработали уникальный бомбардировщик с вертикальным взлетом

Вертикально взлетающими и приземляющимися ракетами сейчас никого не удивить

Популярная механика
5 заболеваний, о которых может сигнализировать наша кожа 5 заболеваний, о которых может сигнализировать наша кожа

Как определить серьёзную болезнь, просто внимательно изучив состояние кожи

Популярная механика
Окончательная смена декораций Окончательная смена декораций

Как Гриша Брускин из официального художника опять стал неофициальным

Weekend
История российских смартфонов: почему ни один так и не «выстрелил» История российских смартфонов: почему ни один так и не «выстрелил»

Чего не хватает российским смартфонам?

CHIP
В каких продуктах больше всего скрытого сахара: бдительность не повредит В каких продуктах больше всего скрытого сахара: бдительность не повредит

В каких продуктах много «тайного» сахара

Популярная механика
Рубль отыграл падение начала года: что происходит Рубль отыграл падение начала года: что происходит

Станет ли Центробанк ослаблять валютные ограничения?

Forbes
Палеопатологи диагностировали у древнего жителя Синьцзяна метастатический рак Палеопатологи диагностировали у древнего жителя Синьцзяна метастатический рак

Исследование черепа индивида, которого похоронили около I века до н.э.

N+1
Принцесса Нур Инайят Хан: история разведчицы, рекорд которой запрещали повторять Принцесса Нур Инайят Хан: история разведчицы, рекорд которой запрещали повторять

Нур Инайят Хан — одна из самых легендарных разведчиц Второй Мировой

Популярная механика
Медитация – расслабление и самопознание Медитация – расслабление и самопознание

Практика медитации в последнее время набирает все большую популярность

Здоровье
Клара Новикова: «Я могу играть дуру, но не быть ею» Клара Новикова: «Я могу играть дуру, но не быть ею»

У меня интуиция сумасшедшая, она и подсказывала: все получится

Караван историй
Инвестиции в себя: зачем сегодня россиянки тратятся на пластические операции Инвестиции в себя: зачем сегодня россиянки тратятся на пластические операции

Пластическая хирургия — инвестиция в свое здоровье и красоту

Cosmopolitan
Вечнозеленый герой мифов: правда и вымысел о можжевельнике Вечнозеленый герой мифов: правда и вымысел о можжевельнике

Можжевельник упоминается в легендах и обладает множеством удивительных свойств

Вокруг света
Мотоцикл с русскими корнями: 13 интересных фактов о легендарном Harley-Davidson Мотоцикл с русскими корнями: 13 интересных фактов о легендарном Harley-Davidson

Harley-Davidson вряд ли стал бы легендой, если бы не издатели русского журнала

Вокруг света
15 способов улучшить отношения за 60 секунд 15 способов улучшить отношения за 60 секунд

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

Psychologies
Этот маньяк выдавал похищенную падчерицу за свою дочь, а потом женился на ней Этот маньяк выдавал похищенную падчерицу за свою дочь, а потом женился на ней

Похоже сценарий жуткого фильма, но это случилось на самом деле

Cosmopolitan
Британские колонисты из Южной Австралии пострадали от дефицита витамина C Британские колонисты из Южной Австралии пострадали от дефицита витамина C

Палеопатологи исследовали останки индивидов, найденных в окрестностях Аделаиды

N+1
12 легендарных вещей, которые переживут войну, голод, мор и твоих внуков 12 легендарных вещей, которые переживут войну, голод, мор и твоих внуков

Портреты вещей, которые с усмешкой смотрят на наш меняющийся мир

Maxim
Как выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий Как выжить, если вам угрожает медведь, акула или волк: порядок действий

Советы, которые могут спасти вам жизнь при встречи с диким животным

Популярная механика
«Обладали абсолютным иммунитетом»: кем были первые диктаторы «Обладали абсолютным иммунитетом»: кем были первые диктаторы

Почему родился миф о жестоком и авторитарном правителе, захватившем власть силой

Вокруг света
Такими были советские дети: зачем Зина Портнова съела отравленный суп Такими были советские дети: зачем Зина Портнова съела отравленный суп

Зина Портнова погибла, когда ей исполнилось 17

Cosmopolitan
Есть ли жизнь без БАДов Есть ли жизнь без БАДов

О значении БАДов и о том, как улучшить самочувствие без них

СНОБ
«Все, что я делал до, не имеет сейчас смысла». Ладо Кватания — о переходе от клипов к полному метру, борьбе конформизма с идеализмом и сравнениях «Все, что я делал до, не имеет сейчас смысла». Ладо Кватания — о переходе от клипов к полному метру, борьбе конформизма с идеализмом и сравнениях

Режиссер Ладо Кватания — о “Казни”, сравнениях с Финчером и корейцами

Esquire
Система сборов: как зарабатывает и сколько тратит Всемирное антидопинговое агентство Система сборов: как зарабатывает и сколько тратит Всемирное антидопинговое агентство

Как устроено антидопинговое агентство и кто его финансирует7

Forbes
Открыть в приложении