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

5 мифов про космос, в которые мы верим из-за фантастических фильмов 5 мифов про космос, в которые мы верим из-за фантастических фильмов

Какие мифы про космос распространялись благодаря режиссерам

Maxim
Правила жизни в 20, 30, 40 и 50 лет Правила жизни в 20, 30, 40 и 50 лет

Предприниматель Джеймс Альтушер — об устройстве жизни

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

Почему фармацевтика не может догнать эволюцию бактерий

СНОБ
У живших 150 миллионов лет назад ихтиозавров нашли хорошо сохранившиеся мягкие ткани У живших 150 миллионов лет назад ихтиозавров нашли хорошо сохранившиеся мягкие ткани

Палеонтологи изучили два экземпляра ихтиозавров из зольнхофенского известняка

N+1
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
Отправить 10000 сообщений и не сойти с ума: зачем компаниям нужен чат-бот Отправить 10000 сообщений и не сойти с ума: зачем компаниям нужен чат-бот

Сегодня социальные сети - основной инструмент коммуникации

Популярная механика
Трудоголизм — новая религия: почему нам нравится работать Трудоголизм — новая религия: почему нам нравится работать

Зачем мы так много работаем, с какой стати этим гордимся?

Psychologies
Конфликт неизбежен: как в него вступить и не пожалеть? Конфликт неизбежен: как в него вступить и не пожалеть?

Почему мы избегаем выяснения отношений?

Psychologies
Отрывок из книги Александра Панчина «Сумма биотехнологии» Отрывок из книги Александра Панчина «Сумма биотехнологии»

О чтении молекул ДНК и перспективах генной инженерии

СНОБ
Отступающий альпийский ледник обнажил место добычи горного хрусталя эпохи мезолита Отступающий альпийский ледник обнажил место добычи горного хрусталя эпохи мезолита

Отступивший альпийский ледник обнажил месторождение горного хрусталя и кварца

N+1
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
Лучше есть свежими: 10 продуктов, которые не стоит замораживать Лучше есть свежими: 10 продуктов, которые не стоит замораживать

Не всякую еду можно подвергать воздействию низких температур

Популярная механика
Травма свидетеля: что делать, если мы наблюдали насилие в детстве Травма свидетеля: что делать, если мы наблюдали насилие в детстве

Чем отличается травма свидетеля от травмы жертвы?

Psychologies
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
Физики получили поляритоны из волн материи Физики получили поляритоны из волн материи

Физики изучили поведение поляритонов на основе волн материи

N+1
Что такое любовь к себе и зачем она нужна, рассказывает коуч Ирина Прачёва Что такое любовь к себе и зачем она нужна, рассказывает коуч Ирина Прачёва

Что такое «любить себя» непонятно в принципе

Cosmopolitan
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
Худеем с удовольствием: поможет ли секс потерять несколько лишних килограммов Худеем с удовольствием: поможет ли секс потерять несколько лишних килограммов

Утром кекс, вечером секс — и красивая фигура не заставит себя долго ждать

Psychologies
10 полезных продуктов для здоровья, которые необходимо есть после 60 лет 10 полезных продуктов для здоровья, которые необходимо есть после 60 лет

Правильно подобранный рацион поможет оставаться здоровой в любом возрасте

Популярная механика
«Моему парню подарили машину, но я не обрадовалась, а расстроилась. Почему?» «Моему парню подарили машину, но я не обрадовалась, а расстроилась. Почему?»

Должен ли человек быть взрослым и успешным в 25 лет?

Psychologies
Зинаида Гиппиус. В поисках утраченной любви Зинаида Гиппиус. В поисках утраченной любви

Зинаида Гиппиус — декадентская мадонна

Караван историй
Боязнь лифтов и самолетов — что такое клаустрофобия и как с ней жить Боязнь лифтов и самолетов — что такое клаустрофобия и как с ней жить

Клаустрофобией могут страдать люди разных возрастов, и причин для этой нее много

РБК
Здесь и сейчас Здесь и сейчас

О текущем моменте, размышлениях о будущем, развитии российских брендов

OK!
Как чашка кофе может привести к диабету и кому лучше от него отказаться Как чашка кофе может привести к диабету и кому лучше от него отказаться

Как узнать, можно ли вам кофе и сколько?

Популярная механика
Ищете работу? Вот пять пунктов, которые вам стоит убрать из резюме прямо сейчас Ищете работу? Вот пять пунктов, которые вам стоит убрать из резюме прямо сейчас

Резюме устаревшего формата может повлиять на ваши шансы получить работу

Inc.
9 фактов о космосе, в которые трудно поверить 9 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Что необычного скрывает космос?

РБК
Почти ровесники: как жизнь оказалась ненамного младше Земли Почти ровесники: как жизнь оказалась ненамного младше Земли

Жизнь — почти ровесница нашей планеты

Forbes
Что такое холодный криптокошелек, и как на нем не обжечься? Что такое холодный криптокошелек, и как на нем не обжечься?

Чем холодный криптокошелек отличается от горячего? Зачем он нужен?

CHIP
Топ-5 автоподстав. Видеопримеры и разбор от экспертов Топ-5 автоподстав. Видеопримеры и разбор от экспертов

Разбираемся, какими способами пользуются мошенники для обмана водителей

РБК
Арт-пауза: 7 работ молодых художников Арт-пауза: 7 работ молодых художников

Все эти работы — об исцеляющей силе красоты

РБК
Открыть в приложении