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

Автомобили, ставшие причиной смерти знаменитостей Автомобили, ставшие причиной смерти знаменитостей

Обстоятельства гибели известных людей и виновники этих смертей

Maxim
Прошлая волна: как живут и работают русские эмигранты в США, ОАЭ и Великобритании Прошлая волна: как живут и работают русские эмигранты в США, ОАЭ и Великобритании

К чему нужно быть готовым при эмиграции?

Forbes
Лицо с обложки — чьё оно?! Лицо с обложки — чьё оно?!

Как креативность книжных издательств сказывается на исторической достоверности?

Дилетант
Восемь раз «да»! Реальные фото со свадеб Элтона Джона, Монро, Тейлор и других Восемь раз «да»! Реальные фото со свадеб Элтона Джона, Монро, Тейлор и других

Вот как выглядели в день свадьбы звезды из недавнего прошлого

VOICE
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
Для своих двоих Для своих двоих

Деформация стоп: как она может сказаться на здоровье и как ее избежать?

Лиза
Весеннее расхламление Весеннее расхламление

Как начать весеннее расхламление и от чего избавиться в первую очередь

Лиза
Жизнь за царя: 5 мифов об Иване Сусанине Жизнь за царя: 5 мифов об Иване Сусанине

Популярные мифы о легендарном «полупроводнике» Иване Сусанине

Вокруг света
Cristiano Ronaldo Cristiano Ronaldo

Криштиану Роналду — самый узнаваемый спортсмен на планете

ЖАРА Magazine
Отрывок из романа Карме Риера «В запредельной синеве» Отрывок из романа Карме Риера «В запредельной синеве»

Отрывок из романа Карме Риера, выходящего в издательстве «Книжники»

СНОБ
Каким был режиссер Леонид Хейфец Каким был режиссер Леонид Хейфец

Педагог и режиссер, воспитавший не одно поколение актеров и зрителей

СНОБ
5 продуктов, которые зарядят вас энергией: советы нутрициолога 5 продуктов, которые зарядят вас энергией: советы нутрициолога

Чтобы переключиться с энергосберегающего режима, нам требуется поддержка

Psychologies
Не судьба: 7 признаков того, что парфюм тебе не подошел Не судьба: 7 признаков того, что парфюм тебе не подошел

Как понять, что духи тебе не подходят?

VOICE
Веселящий газ позволил получать фенолы каталитически Веселящий газ позволил получать фенолы каталитически

Химики научились использовать выбросы веселящего газа в каталитических реакциях

N+1
MESSENGER подтвердил существование магнитных бурь на Меркурии MESSENGER подтвердил существование магнитных бурь на Меркурии

Планетологи наблюдала меркурианскую бурю весной 2015 года

N+1
5 книг, которые помогут достичь успеха в выбранной нише 5 книг, которые помогут достичь успеха в выбранной нише

Книги, которые запросто справятся с ролью инструктора по достижению успеха

Популярная механика
Английские «люди» оказались скорее мужчинами Английские «люди» оказались скорее мужчинами

Судя по контексту, people — это скорее мужчины, чем женщины

N+1
Луна, Марс и многое другое: NASA расширило свои 8 планетарных миссий Луна, Марс и многое другое: NASA расширило свои 8 планетарных миссий

NASA в очередной раз продлило несколько своих миссий

ТехИнсайдер
Умный дом без интернета: возможно ли это? Умный дом без интернета: возможно ли это?

Сможет ли умный дом работать без интернета

CHIP
Побег тринадцати: истории террористок, которым Владимир Маяковский помог бежать из тюрьмы Побег тринадцати: истории террористок, которым Владимир Маяковский помог бежать из тюрьмы

Гимназист Владимир Маяковский написал свое первое стихотворение в тюрьме

Esquire
Беззубое совершенство: 6 медицинских диагнозов Моны Лизы Беззубое совершенство: 6 медицинских диагнозов Моны Лизы

Мнения экспертов-медиков, заинтересовавшихся здоровьем Джоконды

Вокруг света
Разум и чувства Разум и чувства

Нестандартное планировочное решение и минималистская стилистика

SALON-Interior
Как побороть последствия стресса для тела и сознания: мнения экспертов Как побороть последствия стресса для тела и сознания: мнения экспертов

Как сохранить здоровье тела и ясность ума в нашу тревожную эпоху?

РБК
«Я старею, и это неожиданность» «Я старею, и это неожиданность»

Может быть, стоит изменить свое отношение к старости?

Psychologies
Почему нельзя оправдывать вербальную агрессию Почему нельзя оправдывать вербальную агрессию

Объясняем, почему вербальная агрессия — это безусловное зло

Psychologies
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
Не мимикой единой Не мимикой единой

Неожиданные привычки, приводящие к морщинам

Лиза
Физики научились управлять обменным взаимодействием с помощью лазера Физики научились управлять обменным взаимодействием с помощью лазера

Молекулу облучили одновременно инфракрасным и рентгеновскими излучениями

N+1
Алина Загитова: «Быть лучшей для меня — значит, быть первой» Алина Загитова: «Быть лучшей для меня — значит, быть первой»

Фигуристка Алина Загитова рассказала о спортивной закалке и многом другом

Cosmopolitan
Что делать, если нет кондиционера: 10 лайфхаков, которые помогут спастись от жары Что делать, если нет кондиционера: 10 лайфхаков, которые помогут спастись от жары

Эффективные способы, которые помогут спастись от жары дома без кондиционера

Популярная механика
Открыть в приложении