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

Ни побеждённых, ни победителей Ни побеждённых, ни победителей

Сергей Витте оказался куда более умелым дипломатом, чем Комура Дзютаро

Дилетант
Не может даже улыбнуться: как девушка с лицевым параличом стала моделью Не может даже улыбнуться: как девушка с лицевым параличом стала моделью

24-летняя Тайла Клемент страдает от редкого заболевания

Cosmopolitan
Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком

Электрический ток — как это работает?

CHIP
Сырой материал Сырой материал

Почему сейчас данные важнее алгоритмов их обработки

Forbes
«Кокетка»: смешной сериал о феминистке, создавшей просветительский эротический журнал «Кокетка»: смешной сериал о феминистке, создавшей просветительский эротический журнал

Сериал «Кокетка» — история о том, как выпускать феминистский эротический журнал

Forbes
10 привычек, с которыми стоит расстаться до 30 10 привычек, с которыми стоит расстаться до 30

У каждого свой набор привычек, и от некоторых нужно отказываться

Psychologies
9 неочевидных произведений классиков литературы 9 неочевидных произведений классиков литературы

Романы и сборники рассказов, ставших культовыми в среде знатоков словесности

СНОБ
Сериал «Постучись в мою дверь»: четыре мужских психотипа Сериал «Постучись в мою дверь»: четыре мужских психотипа

Разбираем персонажей из турецкого сериала «Постучись в мою дверь»

Psychologies
Электросамокат признали транспортным средством. Все подробности про права Электросамокат признали транспортным средством. Все подробности про права

Нужны ли права на электросамокаты, скейтборды на электряге и гироскутеры?

РБК
Как помочь человеку умереть спокойно: откровения доулы смерти Как помочь человеку умереть спокойно: откровения доулы смерти

Доула смерти откровенно рассказывает о своей работе

Psychologies
Богиня Луна, страшная клятва и дочь из головы. Отрывок из книги Марии Махановой о древнегреческих мифах Богиня Луна, страшная клятва и дочь из головы. Отрывок из книги Марии Махановой о древнегреческих мифах

Отрывок из сборника мифов и легенд Древней Греции, пересказанных с юмором

СНОБ
Любовь и деньги крепко связаны: 5 метких цитат Ремарка, которые это доказывают Любовь и деньги крепко связаны: 5 метких цитат Ремарка, которые это доказывают

Эрих Мария Ремарк - значимый писатель для нескольких поколений

Cosmopolitan
«По вечерам мне кажется, что я способна на все, но утром это чувство проходит» «По вечерам мне кажется, что я способна на все, но утром это чувство проходит»

Как разбить привычный круг нереализованных планов?

Psychologies
Ох уж эти критические дни: 7 причин для повторной менструации за один месяц Ох уж эти критические дни: 7 причин для повторной менструации за один месяц

Если менструация начинается у тебя два раза в месяц, причин может несколько

VOICE
Простые упражнения от головокружения Простые упражнения от головокружения

Головокружение – сигнал о том, что с организмом не все в порядке

Лиза
Они проснулись. Что делать при укусе клеща и как себя обезопасить: алгоритм действий Они проснулись. Что делать при укусе клеща и как себя обезопасить: алгоритм действий

Рассказываем, как защитить себя от клещей и что делать при укусе

Популярная механика
Андрею Тарковскому — 90 лет. Как главный классик отечественного кино объяснял свои фильмы? Андрею Тарковскому — 90 лет. Как главный классик отечественного кино объяснял свои фильмы?

Андрея Тарковского легко отыскать в современном кинематографе

Esquire
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
Обитавший 336 миллионов лет назад тетрапод оказался обладателем длинного четвертого пальца Обитавший 336 миллионов лет назад тетрапод оказался обладателем длинного четвертого пальца

Своим длинным четвертым пальцем тетрапод напоминал ящериц

N+1
Проблемы с щитовидкой или депрессия: в чем причина перепадов настроения Проблемы с щитовидкой или депрессия: в чем причина перепадов настроения

Перепады настроения или частые вспышки гнева могут быть симптомами болезней

VOICE
30 интересных фактов, которые здорово разбавят ваши трудовые будни 30 интересных фактов, которые здорово разбавят ваши трудовые будни

Наткнетесь на обломки шоколадки Kit Kat и узнаете тайну пластилина Play-Doh

Популярная механика
Вор или жертва: как обвиненный в плагиате Асгар Фархади стал героем своего же фильма Вор или жертва: как обвиненный в плагиате Асгар Фархади стал героем своего же фильма

Как Асгар Фархади попал в скандал с плагиатом?

Forbes
Кейт Уинслет Кейт Уинслет

«Чтобы выглядеть сексуально, необязательно быть похожей на шланг от пылесоса»

Здоровье
Все будет cухо! Все будет cухо!

С энурезом нужно бороться с самого начала, как только он наметился

Лиза
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
Как выглядят самые странные советские постройки: что с ними стало сегодня? Как выглядят самые странные советские постройки: что с ними стало сегодня?

Советская архитектура одновременно пугает и восхищает

Cosmopolitan
Папа, плати! Папа, плати!

С кого будут взимать алименты в 2022 году

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

Может быть, стоит изменить свое отношение к старости?

Psychologies
Не клеточки и не огурцы: как правильно называть принты — мы все ошибаемся Не клеточки и не огурцы: как правильно называть принты — мы все ошибаемся

Принты, которые мы часто используем и неправильно называем

Cosmopolitan
10 книг, которые помогут действовать творчески 10 книг, которые помогут действовать творчески

Подборка книг о креативности

Psychologies
Открыть в приложении