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

Зубы в мозге, вечная эррекция и еще 6 необычных медицинских случаев Зубы в мозге, вечная эррекция и еще 6 необычных медицинских случаев

Несколько странных случаев, из-за которых ваш визит к врачу покажется скучным

Популярная механика
Как помочь человеку умереть спокойно: откровения доулы смерти Как помочь человеку умереть спокойно: откровения доулы смерти

Доула смерти откровенно рассказывает о своей работе

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

Почему фармацевтика не может догнать эволюцию бактерий

СНОБ
Как повысить FPS в Counter Strike: Global Offensive? Рассмотрим основные рекомендации Как повысить FPS в Counter Strike: Global Offensive? Рассмотрим основные рекомендации

Рассказываем о простых способах повышения FPS в КС:ГО

CHIP
История бывшего бездомного, который стал социальным работником История бывшего бездомного, который стал социальным работником

Игорь пил почти всю жизнь. Пил бы и дальше, но однажды очнулся в больнице

СНОБ
Культура свежести: почему девушки в Японии практически ничем не пахнут Культура свежести: почему девушки в Японии практически ничем не пахнут

Чем пахнут японские женщины? Вы удивитесь, но практически ничем

Популярная механика
Как понять, мужчина любит или использует вас: 4 красных флажка Как понять, мужчина любит или использует вас: 4 красных флажка

Что может указывать на то, что ваш новый друг с вами не вполне искренен?

Psychologies
Еда с колес Еда с колес

Как бывшие нефтяники построили производство фудтраков и домов на колесах

Forbes
Что делать, если мужчина охладел в постели Что делать, если мужчина охладел в постели

Партнер теряет к тебе сексуальный интерес? SOS: куда бежать и что предпринимать?

Лиза
Как покорить любого мужчину: Майя Плисецкая объяснила всё одной фразой Как покорить любого мужчину: Майя Плисецкая объяснила всё одной фразой

«Оставить после себя след в человеке — вот главное», — говорила балерина

Cosmopolitan
Rape kit: как собирают доказательства изнасилования в разных странах Rape kit: как собирают доказательства изнасилования в разных странах

Что такое repa kit и из чего он состоит

Forbes
Внутренняя свобода Внутренняя свобода

Возможно ли соединить современный подход к планированию с классическим декором?

SALON-Interior
«Что это за Россия? XIX век» «Что это за Россия? XIX век»

Борис Гройс о том, в каком времени мы живем

Weekend
Почему наступают ледниковые периоды и когда ждать следующего? Почему наступают ледниковые периоды и когда ждать следующего?

Каждый следующий ледниковый период становился суровее и дольше

Вокруг света
Многозадачный белок cформировал медные зубы глицер Многозадачный белок cформировал медные зубы глицер

Почему зубы морских червей по прочности похожи на бронзу

N+1
Стрижка Гитлера, укладка «дурочка» и еще 3 прически, которые запрещались в СССР Стрижка Гитлера, укладка «дурочка» и еще 3 прически, которые запрещались в СССР

Советские представления о красоте были подвержены жестким стандартам

Cosmopolitan
5 вопросов об аллергии 5 вопросов об аллергии

Аллергия — болезнь, на которую не начхать

Maxim
Автомобили Владимира Жириновского. На чем ездил лидер ЛДПР Автомобили Владимира Жириновского. На чем ездил лидер ЛДПР

Вспоминаем разномастный автопарк Владимира Жириновского

РБК
Что лучше: бег или скакалка? Что лучше: бег или скакалка?

Бег или скакалка — что лучше сжигает жир и развивает выносливость

Maxim
Полное лицо: можно ли исправить и как это правильно сделать Полное лицо: можно ли исправить и как это правильно сделать

Существует много способов сделать лицо более худым

РБК
«Обожаю моменты, когда все сминается и рушится»: предприниматель о кризисе, психолог — о предпринимателе «Обожаю моменты, когда все сминается и рушится»: предприниматель о кризисе, психолог — о предпринимателе

«Испытания — способ почувствовать себя живой». Комментарии гештальт-терапевта

Psychologies
Как использовать старую зубную щетку: 13 необычных способов Как использовать старую зубную щетку: 13 необычных способов

Зубную щетку может заменить десятки различных приспособлений для дома

Популярная механика
Как защитить психику ребенка во время кризиса? Как защитить психику ребенка во время кризиса?

Как помочь детям справиться с кризисом?

Psychologies
Защита от деменции: 3 черты характера, спасающие от старческого слабоумия Защита от деменции: 3 черты характера, спасающие от старческого слабоумия

У кого снижен риск возрастного угасания интеллектуальных способностей?

Psychologies
Зачем просить прощения Зачем просить прощения

Что делать человеку, которого много лет мучает совесть

СНОБ
Лобная доля мозга не смогла научиться языку без височной Лобная доля мозга не смогла научиться языку без височной

Наличие височной доли — обязательное условие для обработки языка лобной долей

N+1
Там, где пробок точно нет. Крутые луноходы от автомобильных компаний Там, где пробок точно нет. Крутые луноходы от автомобильных компаний

Многие известные компании предложили свои варианты транспорта для Луны

РБК
«Головы профессора Уайта» «Головы профессора Уайта»

Отрывок из истории нейрохирурга, который пытался пересадить человеческую голову

N+1
Брачные аферисты. Кто может стать жертвой и как защититься Брачные аферисты. Кто может стать жертвой и как защититься

Как обезопасить себя от мошенников в приложениях для знакомств?

Лиза
Допинг: как он появился и почему с ним борется WADA Допинг: как он появился и почему с ним борется WADA

Что такое допинг и почему он запрещен?

Популярная механика
Открыть в приложении