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

Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре

Правда и мифы о Юлии Цезаре

Вокруг света
Какой пылесос лучше: с мешком, с контейнером или с аквафильтром? Какой пылесос лучше: с мешком, с контейнером или с аквафильтром?

Какому типу пылесборника отдать предпочтение

CHIP
Убийца №3. Эволюция микробов против фармацевтики Убийца №3. Эволюция микробов против фармацевтики

Почему фармацевтика не может догнать эволюцию бактерий

СНОБ
Палеонтологи описали живших 11,5 миллиона лет назад нелетающих лебедей-фильтраторов Палеонтологи описали живших 11,5 миллиона лет назад нелетающих лебедей-фильтраторов

Крылья и хвост этих лебедей формировали «колыбель» для птенцов

N+1
Длинный лук Длинный лук

Английский длинный лук обеспечил Англии грандиозные военные успехи

Дилетант
Проводник к большим заводам: зачем нужен байер для поставок из Китая и как с ним работать Проводник к большим заводам: зачем нужен байер для поставок из Китая и как с ним работать

Что нужно знать предпринимателю о заключении контракта с байером

VC.RU
Почему еда хранится долго и при чём здесь кислород? Почему еда хранится долго и при чём здесь кислород?

Может ли что-то настоящее проходить сквозь стены?

Наука и жизнь
Как правильно использовать гермоснаряжение: лайфхаки для туристов Как правильно использовать гермоснаряжение: лайфхаки для туристов

При многообразии видов отдыха есть универсальная вещь, которая пригодится везде

Популярная механика
Макаки почувствовали частоту своего пульса Макаки почувствовали частоту своего пульса

Макаки-резусы способны чувствовать собственный пульс

N+1
Полный Handmade Полный Handmade

8 чистящих средств, которые можно сделать своими руками

Лиза
Моногамия, полигамия, полиамория: как любовные отношения превратились в проект Моногамия, полигамия, полиамория: как любовные отношения превратились в проект

Чем различаются моногамия, полигамия и полиамория и причем здесь ромкомы

Forbes
Зарядка для похудения Зарядка для похудения

5 комплексов эффективных упражнений для похудения

Лиза
Праздник, которого нет: 45 лет Studio 54. Расцвет и падение тусовочной империи Праздник, которого нет: 45 лет Studio 54. Расцвет и падение тусовочной империи

Studio 54 — клуб, изменивший клубную индустрию США и мира

Esquire
Снова выгодно: как купить иномарку за границей и пригнать ее в Россию Снова выгодно: как купить иномарку за границей и пригнать ее в Россию

Перегонщики рассказали о самых выгодных вариантах

РБК
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
Разговор с Анной Стопневич о том, как бизнес-коучинг меняет жизнь Разговор с Анной Стопневич о том, как бизнес-коучинг меняет жизнь

Как устроен бизнес-коучинг, в чем его сила, какие существуют практики

СНОБ
Придирайся, расширяй: что такое «шопинг француженки» и как это делать Придирайся, расширяй: что такое «шопинг француженки» и как это делать

Настоящие принципы французского гардероба

Cosmopolitan
Стальная леди: как Ребекка Люкенс стала первой женщиной в промышленности США Стальная леди: как Ребекка Люкенс стала первой женщиной в промышленности США

Ребекка Люкенс — первая в США женщина, управлявшая сталелитейным заводом

Forbes
3 мифа об изменах 3 мифа об изменах

Будет ли партнер изменять — от чего это зависит?

Psychologies
Из каторжан в губернаторы: жизнь и необыкновенные приключения Федора Соймонова Из каторжан в губернаторы: жизнь и необыкновенные приключения Федора Соймонова

Жизнь Федора Ивановича Соймонова напоминала остросюжетный роман

Вокруг света
10 полезных продуктов, которые всегда должны быть в вашем холодильнике 10 полезных продуктов, которые всегда должны быть в вашем холодильнике

Список самых важных продуктов, которые всегда должны быть в холодильнике

Популярная механика
8 простых советов, которые позволят протирать пыль раз в месяц и реже 8 простых советов, которые позволят протирать пыль раз в месяц и реже

Как свести пыль в доме к минимуму

Cosmopolitan
Онкологи рассказали, какие продукты могут снизить риск развития рака Онкологи рассказали, какие продукты могут снизить риск развития рака

Какие продукты могут снизить ваш личный риск страшной болезни

Популярная механика
Страшно красивые: 9 ядовитых цветов для собак Страшно красивые: 9 ядовитых цветов для собак

Если вы хозяин собаки, то вы должны знать, что некоторые растения токсичны

Популярная механика
Физиологические методы борьбы со стрессом: 5 проверенных практик Физиологические методы борьбы со стрессом: 5 проверенных практик

Как правильно обращаться с телом, чтобы достичь душевной гармонии

Psychologies
Гель с герпесвирусным вектором помог при буллезном эпидермолизе Гель с герпесвирусным вектором помог при буллезном эпидермолизе

Заживление ран ускорилось и стало более стойким

N+1
Аксолотль: 7 интереных фактов о «водяном чудище» Аксолотль: 7 интереных фактов о «водяном чудище»

Они отращивают конечности, могут страдать каннибализмом и жить более 10 лет

ТехИнсайдер
Стивен Кинг скандинавского разлива, клерк в лимбе и тролли: 8 отличных норвежских фильмов Стивен Кинг скандинавского разлива, клерк в лимбе и тролли: 8 отличных норвежских фильмов

Фильмы, по которым можно составить представление о современном кино Норвегии

Esquire
Как устроена работа бортпроводницы: 5 фактов, о которых не догадываются обычные пассажиры Как устроена работа бортпроводницы: 5 фактов, о которых не догадываются обычные пассажиры

Стюардесса рассказала, как выглядит полет глазами экипажа воздушного судна

Вокруг света
Станет хуже: 5 вещей, которые опасно делать при повышенном давлении Станет хуже: 5 вещей, которые опасно делать при повышенном давлении

Если у тебя поднялось давление, то важно не усугублять свое состояние

Cosmopolitan
Открыть в приложении