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

«Добрый дядя»: история «вампира» Фрица Хаармана, делавшего пирожки из детей «Добрый дядя»: история «вампира» Фрица Хаармана, делавшего пирожки из детей

«Ганноверский вампир», «немецкий Дракула» — так называли этого человека

The Voicemag
«Обладали абсолютным иммунитетом»: кем были первые диктаторы «Обладали абсолютным иммунитетом»: кем были первые диктаторы

Почему родился миф о жестоком и авторитарном правителе, захватившем власть силой

Вокруг света
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
Принцесса скрывается от папарацци: как Елизавета II ездила в Париж в 1948 году Принцесса скрывается от папарацци: как Елизавета II ездила в Париж в 1948 году

Отрывок из книги «Елизавета II. Королева мира. Монарх и государственный деятель»

Forbes
Умные алгоритмы онлайн-кинотеатров: как искусственный интеллект диктует нам, что посмотреть этим вечером Умные алгоритмы онлайн-кинотеатров: как искусственный интеллект диктует нам, что посмотреть этим вечером

Почему технологии искусственного интеллекта так важны для контентных платформ

Популярная механика
Время твоего рождения расскажет всё о твоих отношениях: объясняют астрологи Время твоего рождения расскажет всё о твоих отношениях: объясняют астрологи

Именно от времени рождения зависит, какая планета станет твоим покровителем

Cosmopolitan
10 удивительных фактов про кошек, о  которых вы обязаны знать 10 удивительных фактов про кошек, о  которых вы обязаны знать

Несколько удивительных фактов, благодаря которым вы полюбите кошек ещё больше.

Популярная механика
Как три друга открыли издательство, чтобы выпускать литературу о бизнесе и науке Как три друга открыли издательство, чтобы выпускать литературу о бизнесе и науке

На российском книжном рынке не так много частных издательств с долгой историей

Forbes
Оперная певица Хибла Герзмава: Я хочу быть счастливой тихо Оперная певица Хибла Герзмава: Я хочу быть счастливой тихо

Оперная певица Хибла Герзмава о любви, работе и личной жизни

СНОБ
5 космических технологий, которые теперь есть в ваших автомобилях 5 космических технологий, которые теперь есть в ваших автомобилях

Каждому уже удалось увидеть хотя бы частички космической технологии!

Популярная механика
Агент 355: кем была самая таинственная шпионка в истории США Агент 355: кем была самая таинственная шпионка в истории США

В книге шпионской организации код «355» расшифровывается как «Леди»

Вокруг света
Как на Руси встречали девушек, которые сбежали из гарема обратно на родину Как на Руси встречали девушек, которые сбежали из гарема обратно на родину

Почему не всех вернувшихся из турецких гаремов русских девушек прощали?

Cosmopolitan
Мотивация завистью Мотивация завистью

Завидовать нехорошо, но — полезно. В этом противоречии разбирается психолог

СНОБ
«Джулия»: сериал о том, как одна женщина и ее кулинарное шоу изменили Америку «Джулия»: сериал о том, как одна женщина и ее кулинарное шоу изменили Америку

«Джулия»: бывшая шпионка Джулия Чайлд решила попробовать себя в кулинарии

Forbes
Весеннее обострение: почему мы испытываем странные чувства? Весеннее обострение: почему мы испытываем странные чувства?

Истинные причины нахлынувшей по весне тревоги. Почему так бывает?

Psychologies
Над злобой дня Над злобой дня

Книги о столкновении человека со злом, которые стоит перечитать

Weekend
Как повара экономили на продуктах в столовых СССР —  и этого никто не замечал! Как повара экономили на продуктах в столовых СССР —  и этого никто не замечал!

Хлеще домохозяек в СССР хитрили только повара столовых

Cosmopolitan
Моника Беллуччи: «Меня не пугает возраст, но жить до 135 лет я не хотела бы» Моника Беллуччи: «Меня не пугает возраст, но жить до 135 лет я не хотела бы»

Моника Беллуччи — о роли в триллере "Флешбэк", старости и лишнем весе

Cosmopolitan
Как определить уровень пестицидов и чем они опасны Как определить уровень пестицидов и чем они опасны

Как обезопасить себя от пестицидов, содержащихся в большинстве овощей и фруктов?

Популярная механика
Курс начинающего бёрдвотчера: 11 птиц России, которых можно увидеть, путешествуя под парусом Курс начинающего бёрдвотчера: 11 птиц России, которых можно увидеть, путешествуя под парусом

Рассказываем о пернатых, обитающих от Финского залива до Дальнего Востока

Вокруг света
Как завышенные ожидания убивают отношения: 5 ошибок Как завышенные ожидания убивают отношения: 5 ошибок

Почему мы ждем любви до гроба, а получаем разочарование

Psychologies
Знаменитые советские кабаки, в которых должен был побывать каждый Знаменитые советские кабаки, в которых должен был побывать каждый

Цветы, которые взошли в выжженном поле чайных и кафе-мороженых

Maxim
Погода в доме: как сохранить устойчивые отношения в коллективе во время кризиса Погода в доме: как сохранить устойчивые отношения в коллективе во время кризиса

Как вести себя руководителю в кризисные времена

Inc.
Репортаж со съемок сериала «Нулевой пациент» Репортаж со съемок сериала «Нулевой пациент»

Поговорить о ВИЧ в социальном аспекте решил сценарист «Нулевого пациента»

СНОБ
Интервью с председателем совета директоров «Союзмультфильма» Юлианой Слащевой Интервью с председателем совета директоров «Союзмультфильма» Юлианой Слащевой

Юлианой Слащевой — о конкурентоспособности отечественной анимации

СНОБ
Как выглядела первая «Мисс мира» на планете Как выглядела первая «Мисс мира» на планете

И вот летом 1951 года состоялся первый конкурс «Мисс мира»

Maxim
В средневековый Киев доставили моржовые бивни из Гренландии В средневековый Киев доставили моржовые бивни из Гренландии

Палеогенетики исследовали семь находок XII века

N+1
Как сделать компост в домашних условиях: простые способы Как сделать компост в домашних условиях: простые способы

Как не тратить деньги на покупку компоста и с пользой утилизировать свои отходы?

Популярная механика
Зачем просить прощения Зачем просить прощения

Что делать человеку, которого много лет мучает совесть

СНОБ
Спят на коровах и не расстаются с автоматами: как живет племя мундари в Южном Судане Спят на коровах и не расстаются с автоматами: как живет племя мундари в Южном Судане

Попасть к этому племени очень сложно, зато можно посмотреть наши фото!

Вокруг света
Открыть в приложении