Физик из МГУ и Института прикладной математики РАН доказал, что термоядерную реакцию можно запустить, используя уже существующие ускорители плазмы и магнитные ловушки, что может ускорить создание чистых источников энергии, говорится в статье, опубликованной в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion

Сегодня существует два возможных пути к созданию самоподдерживающейся термоядерной реакции - "медленный" термоядерный синтез, который ученые планируют проводить внутри токамаков и прочих магнитно-плазменных систем, на основе которых сегодня строится международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЕР во Франции, и его "быстрый" аналог.

Под последним словом физики понимают особые системы, в которых термоядерная реакция запускается практически мгновенно, за миллионные доли секунды, в результате сжатия термоядерного топлива при помощи мощных пучков лазерного излучения. Такой реактор вырабатывает серию из термоядерных микровзрывов, из которых извлекается энергия.

Примерно 10 лет назад "быстрый" термоядерный синтез считался более перспективным, чем токамаки, однако неудачи в работе американской Национальной зажигательной установки, NIF, только два года назад показавшей сколь-либо значимые результаты, заставили многих физиков вернуться к идее "медленного" синтеза.

Андрей Козлов, физик-теоретик из Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова и сотрудник ИПМ РАН, предлагает использовать для этих целей не токамаки или мощнейшие лазеры, а гораздо более скромные ускорители плазмы, считавшиеся раньше одним из рядовых компонентов магнито-плазменных термоядерных реакторов.

Они представляют собой особые установки, разогревающие смесь из водорода и дейтерия до сверхвысоких температур и разгоняющие ее до нескольких сотен километров в секунду перед тем, как ее вводят в основное "кольцо" реактора, где плазму подхватывают магнитные ловушки и она разогревается еще сильнее/

Как отмечает Козлов, термоядерную реакцию можно запустить и вне магнитных ловушек, если бы плазма была разогнана до гораздо более высоких скоростей, порядка 1500 километров в секунду. Это сделать достаточно сложно из-за того, что это потребует пропускания через ускоритель токов огромной силы, которые просто сожгут установку до того, как она успеет выработать достаточное количество плазмы.

По этой причине российским физикам и их американским коллегам, занимающимся созданием подобных плазменных "пушек", удавалось достичь заметно более скромных скоростей движения материи - около 400 и 200 километров в секунду. Профессор МГУ выяснил, как можно преодолеть эту проблему, создав компьютерную модель подобного ускорителя и потока плазмы, порождаемого им.

"Для того чтобы на подобных установках добиться большего ускорительного эффекта, нужно увеличивать разрядные токи до 2.5, а то и 6 мегаампер, но при таких токах конструкция просто сгорит. Поэтому токи должны быть разумными, такими, какие есть, а надо всего лишь уменьшить плотность газа", - заявил Козлов, чьи слова передает пресс-служба Российского научного фонда.

Подобные методики ускорения плазмы, как отмечает физик, могут найти свое применение не только при постройке термоядерных реакторов, но и в других областях науки и техники.

Источники

Физик из МГУ нашел новый способ запустить термоядерную реакцию
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 12/12/2017
Физик из МГУ нашел новый способ запустить термоядерную реакцию
АНО Модернизация (i-russia.ru), 12/12/2017

Похожие новости

  • 20/07/2018

    Физики из России создали «лампочку» из оптоволокна, работающую в космосе

    ​Российские ученые создали прототип оптоволоконных источников света, способных работать в космосе и не разрушаться под действием радиации. "Инструкции" по их сборке были опубликованы в Journal of Lightwave Technology.
    851
  • 16/10/2018

    Профессор Ильдар Габитов: электроника зашла в тупик

    ​Фотонный компьютер, Wi-Fi из лампочки, материалы-невидимки, боевые лазеры и сверхчувствительные сенсоры... Все это плоды одной и той же науки - фотоники. О том, почему именно свет сегодня стал объектом изучения чуть ли не для половины физиков во всем мире, "Огоньку" рассказал профессор Сколтеха Ильдар Габитов.
    1287
  • 06/11/2018

    Российские физики разработали новую микроволновую антенну

    ​Ученые из Университета ИТМО совместно с коллегами из Физического института имени П. Н. Лебедева РАН предложили новую микроволновую антенну, которая создает однородное магнитное поле в большом объеме и позволяет синхронизировать электронные спины группы дефектов в структуре наноалмаза.
    1159
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    1093
  • 10/07/2019

    В России пройдут испытания новой модели сверхзвукового самолёта

    В России в 2019 году пройдут испытания модели сверхзвукового делового самолета разработки "Туполева" со сниженным уровнем звукового удара. Его испытают в аэродинамической трубе, сообщил "Интерфаксу" источник в авиапроме.
    1473
  • 19/08/2019

    Физики показали возможность создания магнонных кристаллов

    ​Физики из России и Европы показали принципиальную возможность создания из системы «сверхпроводник — ферромагнетик» магнонных кристаллов — элементарных составляющих будущих посткремниевых электронных устройств, работающих на спиновых волнах.
    661
  • 24/12/2019

    Выбор РИА Новости: главные достижения российской науки 2019 года

    ​Ученые в России в нынешнем году получили знаковые результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии, причем многие достижения имеют выходы на практическое применение. Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
    1306
  • 12/06/2019

    Глава ОИЯИ рассказал о значении участия России в ЦЕРН

    Полноправное участие России в Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН) необходимо для участия отечественных ученых в проектах в области физики высоких энергий и приведет к укреплению позиций российской науки в мире, считает директор Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) академик Виктор Матвеев.
    827
  • 16/09/2020

    Экспедиция «АМК 81»: молодые российские ученые исследуют Арктику и не спешат за границу

    ​По самым скромным оценкам, с начала XXI века Россию покинуло более 200 тыс. молодых людей с высшим образованием. Официальной статистики нет, но в Академии наук говорят, что практически две трети уехавших – это люди, получившие далеко не гуманитарное образование: математики, физики, биологи, генетики, геологи… Гуманитарии особо не в чести.
    155
  • 25/01/2016

    Российские ученые разработали новую биосенсорную тест-систему для анализа крови

    ​Отныне анализ крови станет не сложнее теста на беременность, благодаря новой разработке исследователей из ИОФ РАН и МФТИ. Речь идет о новой  биосенсорной тест-системе, основанной на применении магнитных наночастиц и предназначенной для очень точного измерения концентрации белковых молекул (например, так называемых «маркеров», которые указывают на начало или развитие заболеваний) в различных образцах, включая непрозрачные или сильно окрашенные жидкости.
    2649