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

Неизвестная страница истории Варшавского гетто: как врачи смогли остановить эпидемию Неизвестная страница истории Варшавского гетто: как врачи смогли остановить эпидемию

Медикам, оказавшимся в гетто, удалось предотвратить распространение сыпного тифа

Вокруг света
Будьте скромнее, просите о помощи и не спешите: как прекратить самосаботаж и выжить Будьте скромнее, просите о помощи и не спешите: как прекратить самосаботаж и выжить

Как обрести психологическую устойчивость и перестать заниматься самосаботажем

Forbes
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
Почему Гитлер был плохим художником Почему Гитлер был плохим художником

Почему картины Адольфа Гитлера считают крайне неудачными?

Maxim
Можно ли выпасть во время катания на американских горках и другие интересные факты о парке развлечений Можно ли выпасть во время катания на американских горках и другие интересные факты о парке развлечений

Выясняем все подробности о создании и устройстве парка аттракционов

Популярная механика
Как вернуть бывшего: психолог комментирует советы блогеров Как вернуть бывшего: психолог комментирует советы блогеров

Мы собрали наиболее часто встречающиеся в блогосфере советы, как вернуть бывшего

Psychologies
Отрывок из книги Лианы Мориарти «Яблоки не падают никогда» Отрывок из книги Лианы Мориарти «Яблоки не падают никогда»

Публикуем отрывок из романа «Яблоки не падают никогда» Лианы Мориарти

СНОБ
Испытание на прочность: как руководитель может поддержать команду в кризисные времена Испытание на прочность: как руководитель может поддержать команду в кризисные времена

Как работать с командой в условиях кризиса?

Forbes
«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
Огородная революция Элис Уотерс: как простой шеф-повар привела США на грядки Огородная революция Элис Уотерс: как простой шеф-повар привела США на грядки

Элис Уотерс заставила американцев задуматься над тем, что они едят

Вокруг света
Как готовили наложниц для гаремов: историки нашли старинные документы Как готовили наложниц для гаремов: историки нашли старинные документы

Времена гаремов давно прошли, но записи тех дней до сих пор сохранились

Cosmopolitan
Зачем нужна соль в посудомоечных машинах Зачем нужна соль в посудомоечных машинах

Если вы думаете, что соль в посудомойке нужна для смягчения воды, то ошибаетесь

CHIP
Трижды безземельный Трижды безземельный

Среди противников Робин Гуда нередко фигурирует сам принц Джон

Дилетант
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
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
Как Марин Ле Пен из блондинки в законе превратилась во французского дьявола Как Марин Ле Пен из блондинки в законе превратилась во французского дьявола

Чем известна Марин Ле Пен и как она стала кандидатом в президенты Франции

Cosmopolitan
Зачем просить прощения Зачем просить прощения

Что делать человеку, которого много лет мучает совесть

СНОБ
8 способов обмануть свой мозг, когда вы на диете 8 способов обмануть свой мозг, когда вы на диете

Может ли ваш мозг саботировать ваши усилия по снижению веса?

Популярная механика
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
Австралийцы выпустили в природу 80 лягушек вымирающего вида Австралийцы выпустили в природу 80 лягушек вымирающего вида

Литории Спенсера почти вымерли из-за грибковой инфекции и лесных пожаров

N+1
10 вредных привычек в уборке: никогда так не делайте 10 вредных привычек в уборке: никогда так не делайте

Проверьте, не совершаете ли вы одну из этих ошибок при уборке

Популярная механика
Сода и уксус: вещи, которые никогда нельзя ими чистить (а то придется выбросить) Сода и уксус: вещи, которые никогда нельзя ими чистить (а то придется выбросить)

Какие вещи нельзя чистить содой и уксусом, потому что так ты их только испортишь

Cosmopolitan
Что испытывают люди с тревожным расстройством Что испытывают люди с тревожным расстройством

Взгляните на состояние постоянной тревоги изнутри

Psychologies
10 советов, которые однажды могут спасти вам жизнь 10 советов, которые однажды могут спасти вам жизнь

Мы очень надеемся, что эти советы вам никогда не пригодятся

Популярная механика
Ценности поколений: как понять детей, рожденных в XXI веке Ценности поколений: как понять детей, рожденных в XXI веке

Кажется, между детьми, рожденными в 2000-х, и родителями — бездонная пропасть

Psychologies
10 полезных продуктов на завтрак: как начать день правильно 10 полезных продуктов на завтрак: как начать день правильно

Не только овсянка и яичница — есть идеи для завтрака и повеселее

Популярная механика
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
Дофаминовое голодание: панацея от повседневных зависимостей или упорная работа над собой Дофаминовое голодание: панацея от повседневных зависимостей или упорная работа над собой

Сейчас люди нередко обращаются к дофаминовому голоданию

Популярная механика
Пять камней преткновения: как оставить работу в большой компании и не навредить себе Пять камней преткновения: как оставить работу в большой компании и не навредить себе

Как подготовиться к выходу из корпоративной колеи?

Forbes
Семь самых честных книг о Второй мировой войне Семь самых честных книг о Второй мировой войне

Подборка книг о Второй мировой войне — войну ничем нельзя оправдать

Maxim
Открыть в приложении