Термоядерный синтез – очень сложная и очень дорогая технология. объяснения поддерживали в новостях то, что называлось "холодным термоядерным синтезом" или "путаницей термоядерного синтеза".[32. в направлении коммерческого применения холодного синтеза, самые сенсационные новости об этой технологии пришли из Америки. Американские ученые повторили прорыв в области термоядерного синтеза. Реакции термоядерного синтеза позволяют получать энергию без радиоактивных отходов и оставления углеродного следа.
Мегаджоули управляемого термоядерного синтеза
По принципу токамака с начала 90-х годов прошлого века создается самый большой термоядерный реактор в мире — IТER. Огромное площадью около 1 квадратного километра сооружение на окраине французского города Кадараш стоит почти 20 миллиардов долларов. Россия вносит 10 процентов от этой суммы, но не деньгами. Мы, к примеру, создаем устройства для нагрева плазмы, магнитную систему и прочие необходимые компоненты этого реактора. Несмотря на большие вложенные средства, самый большой проект, за который многие уже успели получить премии, до сих пор не реализован.
Все чаще всплывают какие-то дополнительные проблемы и переносятся сроки запуска. Невольно возникает крамольная мысль: «А может, ученые сговорились и просто обманывают всех? Термоядерная гонка Для того чтобы понять степень сложности проблемы, мы обратились к специалисту — ведущему научному сотруднику Физико-технического института им. В дальнейшем ученые постоянно совершенствовали конструкцию токамаков, улучшая параметры удерживаемой в них плазмы примерно на порядок каждое последующее десятилетие.
При этом токамаки неизменно увеличивались в размерах. Наш Т-15, увы, так по-настоящему и не заработал. Погубили его... Не сами по себе — причина тут чисто экономическая: для охлаждения сверхпроводников нужно было много жидкого гелия, который в то сложное время оказался слишком дорог для российских ученых.
Сегодня вместо Т-15 строится новый токамак, без сверхпроводников, который обещают запустить в ближайшее время. В Великобритании и США же тем временем получили плазму с рекордными параметрами и провели первые эксперименты с использованием дейтерия и трития. Американцы спустя несколько лет утилизировали свою установку, чтобы построить на ее месте новый токамак, — такая у них политика. Но самым большим токамаком в мире на сегодняшний день пока по-прежнему остается JET.
Почему так долго не удается запустить полноценную реакцию? Тем не менее до коммерческого реактора еще достаточно далеко. В числе причин — отсутствие ряда технологий, ресурс реактора, его размеры. Есть надежда, что в ИТЕРе нам все-таки удастся запустить самоподдерживающуюся реакцию.
Кстати, в этом экспериментальном токамаке-реакторе будут использоваться те же сверхпроводники, которые когда-то стояли на нашем Т-15. Они позволят поддерживать поле в магнитных катушках без значительного расхода мощности. Реакция полностью контролируема. Энергетические сферы Параллельно с классическими токамаками в конце 80-х стало развиваться еще одно направление — сферических токамаков, форма которых больше напоминала уже не бублики, а пончики или шарики.
Первая экспериментальная установка, построенная в Оксфордшире, рядом с JET, показала, что в такой конфигурации лучше удерживается плазма более высокой плотности. После этого интерес к таким установкам проявили в исследовательских центрах во многих странах мира.
Хотя такая система имеет определенные перспективы в качестве генератора нейтронов, однако говорить о ней как об источнике энергии не имеет никакого смысла. Это на 11 порядков меньше, чем нужно, чтобы нагреть стакан воды на 1 градус Цельсия. Источник дешевой энергии Флейшман и Понс утверждали, что они заставили ядра дейтерия сливаться друг с другом при обычных температурах и давлениях. Их «реактор холодного синтеза» представлял собой калориметр с водным раствором соли, через который пропускали электрический ток.
Правда, вода была не простой, а тяжелой, D2O, катод был сделан из палладия, а в состав растворенной соли входили литий и дейтерий. Через раствор месяцами безостановочно пропускали постоянный ток, так что на аноде выделялся кислород, а на катоде — тяжелый водород. Флейшман и Понс якобы обнаружили, что температура электролита периодически возрастала на десятки градусов, а иногда и больше, хотя источник питания давал стабильную мощность. Они объяснили это поступлением внутриядерной энергии, выделяющейся при слиянии ядер дейтерия. Флейшман и Понс уверовали, что внутри кристаллической решетки этого металла атомы дейтерия столь сильно сближаются, что их ядра сливаются в ядра основного изотопа гелия. Этот процесс идет с выделением энергии, которая, согласно их гипотезе, нагревала электролит.
Объяснение подкупало простотой и вполне убеждало политиков, журналистов и даже химиков. Они-то прекрасно знали, что два дейтрона в принципе могут дать начало ядру гелия-4 и высокоэнергичному гамма-кванту, но шансы подобного исхода крайне малы. Даже если дейтроны вступают в ядерную реакцию, она почти наверняка завершается рождением ядра трития и протона или же возникновением нейтрона и ядра гелия-3, причем вероятности этих превращений примерно одинаковы.
Но есть и другая возможность: холодный синтез. Вместо того чтобы поддерживать температуры в миллионы градусов, холодный синтез — недавно переименованный в LENR — в теории позволит эффективно проводить повторяющиеся реакции при значительно более низких температурах, в тысячи градусов или даже чуть выше комнатной температуры.
Он мог бы обеспечить нас дешевой и изобильной энергией и даже поселиться в каждом доме. Кто сказал, что холодный синтез возможен? Похоже на вымысел, не так ли? Красивая сказка, придуманная учеными, которые пытаются оправдать собственные потуги. Существует одна старая история, которая по своей природе очень похожа на сказки про холодный синтез.
Она началась еще в 1770 году, еще когда никто не мог подумать не то чтобы о ядерном синтезе — даже современной теории атомов не существовало. Это история про самый первый автомат для игры в шахматы, Mechanical Turk «Механический турок» Вольфганга фон Кемпелена. Почти за двести лет до изобретения современного компьютера «Турок» мог предложить очень сильную игру в шахматы, выиграл большинство своих игр и победил почти всех, не считая самых лучших игроков на то время. Его считали мистификацией, но множество выставок, на которых показали машину, подтвердили ее подлинность. Машина, казалось, не только обладает незаурядным шахматным мастерством, но и может обнаруживать подставные ходы.
В дополнение к нижним ящикам, в которых были шахматная доска и фигуры, у него было шесть дверец, три спереди и три сзади. За левой дверью был набор взаимосвязанных металлических зубчатых колес, которые действительно поворачивались, если их завести. За правыми двумя была красная подушка и открытое пространство. Если открыть все три двери, можно было увидеть все внутренности «Турка». Тот самый «Турок» После победы во всех, кроме самого сильного регионального состязания, «Турок» отправился по Европе, где сыграл кучу игр, в том числе и против одного из самых сильных игроков того времени Андре Филидора, который хоть и победил, назвал игру с «Турком» одной из самых утомительных в своей жизни.
Сегодня в работе с токамаками российские специалисты по-прежнему впереди планеты всей. В термоядерном синтезе множество задач, которые никому не удается решить уже десятки лет. Глава правительства Михаил Мишустин дал старт большому проекту класса «Мегасайенс», который должен помочь выйти за рамки современных научных догм. И, конечно, я сразу же хочу поздравить весь ваш дружный коллектив, который много лет работал над тем, чтобы продвинуться еще дальше. Появляется уникальная инфраструктура для научных исследований, для того, чтобы, как говорят ученые, управляемый термоядерный синтез все-таки создал неиссякаемый источник энергии», — сказал премьер Михаил Мишустин. На этой установке российские ученые будут проводить исследования, без которых невозможен запуск международного проекта ИТЭР. Самый большой в мире экспериментальный термоядерный реактор сейчас строится на юге Франции. На связь оттуда вышел генеральный директор проекта. На совещании глава правительства обсудил с российскими учеными федеральную программу развития синхротронных и нейтронных исследований. До 2027 года на нее предусмотрено выделить 138 миллиардов рублей.
Проект Google не смог обнаружить холодный ядерный синтез
| В Ливерморе совершили прорыв в получении термоядерной энергии | У России появился шанс вновь стать лидером в освоении термоядерного синтеза. |
| Термоядерный синтез: ещё один шаг | Hi-Tech - Новости Казахстана и мира на сегодня | Helion Energy планирует подключить реактор мощностью минимум 50 МВт — это немного, но речь здесь идет, скорее, о самом факте первого в истории коммерческого контракта на получение энергии посредством термоядерного синтеза. |
| Прорыв в термоядерном синтезе | За последние два года физики, работающие с NIF, смогли в несколько раз повысить энергетическую эффективность "быстрого" термоядерного синтеза. |
| Что не так с «японским ученым» и его холодным термоядом | Термоядерный синтез – очень сложная и очень дорогая технология. объяснения поддерживали в новостях то, что называлось "холодным термоядерным синтезом" или "путаницей термоядерного синтеза".[32. |
| Термоядерный синтез: ещё один шаг | Hi-Tech | Во вторник 13 декабря 2022 года учёные, исследующие термоядерный синтез в Ливерморской национальной лаборатории, объявили о достижении долгожданного этапа приручения этого типа энергии. |
Первый термоядерный реактор может заработать уже в 2025 году
- Холодный ядерный синтез: почему у Google ничего не получилось? / ИА REX
- Первый термоядерный реактор может заработать уже в 2025 году
- Разжечь Солнце на Земле. Россия первой запустит полноценный термоядерный реактор
- В защиту холодного ядерного синтеза (ХЯС)
Что не так с «японским ученым» и его холодным термоядом
Рекордный эксперимент обошелся американскому налогоплательщику в 3,5 млрд долл. Почему так дорого? Сердце реактора NIF — 192 мощных лазера, которые одновременно направляются на миллиметровую сферическую мишень около 150 микрограммов термоядерного топлива — смесь дейтерия и трития; возможно, в дальнейшем радиоактивный тритий можно будет заменить легким изотопом гелия-3, которого так много на Луне. Температура мишени достигает в результате 100 млн градусов, при этом давление внутри шарика в 100 млрд раз превышает давление земной атмосферы. То есть условия в центре мишени сравнимы с условиями внутри Солнца. Энергия самого лазерного луча при этом составляет около 1 МДж. Представьте теперь цепочку падающих в лазерное перекрестье шариков с компонентами термоядерного топлива фактически миниатюрных водородных микробомбочек. И, соответственно, непрерывную цепочку микровзрывов… Даже сложно вообразить, как физикам удалось достичь синхронности работы этих лазеров и идеально равномерного обжатия мишени!
Совершенно справедливо администратор Нaциoнaльнoй администрации по ядерной безопасности NNSA Джилл Хруби назвала проведенный эксперимент «чудом инженерной мысли». Но вот придумали такую схему… в СССР. Идея инерциального термоядерного синтеза была сформулирована в 1962 году академиком Николаем Геннадьевичем Басовым и тогда еще не академиком Олегом Николаевичем Крохиным. Басов выступал на сессии Академии наук СССР и определил лазерный термояд как одно из направлений управляемого термоядерного синтеза. Он даже оценил, какая мощность лазера должна быть, чтобы зажечь термоядерную реакцию в этих условиях. Как раз 13 декабря, за день до 100-летнего юбилея Николая Басова, на заседании Президиума Российской академии наук, посвященном этой дате, академик, заместитель директора Российского федерального ядерного центра «ВНИИЭФ» по лазерно-физическому направлению Сергей Гаранин подчеркнул: «Фактически достигнуто зажигание термоядерного горючего. Эти результаты достигнутые на NIF.
Михаил Мишустин 18 мая 2021 года принял участие в церемонии физического пуска установки управляемого термоядерного синтеза токамак Т-15МД в Курчатовском институте. Впрочем, не надо переоценивать его немедленную практическую значимость. От этого результата до электростанций, работающих на реакциях термоядерного синтеза, — дистанция огромного размера». Вот и директор LLNL Ким Будил считает, что еще предстоит преодолеть «значительные препятствия» в отношении технологии термоядерного синтеза, прежде чем ее можно будет использовать в глобальных масштабах — или для начала в любом масштабе, если уж на то пошло. Такой процесс может занять годы или даже еще несколько десятилетий. Прежде всего NIF — это неимоверной сложности установка. Например, накопители конденсаторы для питания лазеров — это целое футбольное поле.
Чтобы сблизить ядра, нужно затратить энергию порядка 0,1 МэВ, которой соответствует температура порядка 11 миллионов градусов это нижний теоретический предел. История исследований возможности ХЯС[ править править код ] Предположение о возможности холодного ядерного синтеза ХЯС до сих пор не нашло подтверждения и является предметом постоянных спекуляций, однако эта область до сих пор активно изучается. ХЯС в клетках живого организма[ править править код ] Луи Кервран [fr] , опубликовал c 1960 по 1975 г. За свои работы Кервран был удостоен Шнобелевской премии [9]. Высоцкий проф. Корнилова к. Сообщение химиков Мартина Флейшмана и Стенли Понса об электрохимически индуцированном ядерном синтезе — превращении дейтерия в тритий или гелий в условиях электролиза на палладиевом электроде [13] , появившееся в марте 1989 года, наделало много шума.
Журналисты назвали их опыты «холодным термоядом» [4] [14] [15]. Эксперименты Флейшмана и Понса не смогли воспроизвести другие учёные, и научное сообщество считает, что их заявления неполны и неточны и представляют собой либо проявление некомпетентности, либо мошенничество [4] [16] [17] [18] [19] [20] [21].
Кстати, Мартин Флейшман и Стэнли Понс признавали приоритет группы Бориса Дерягина в получении реакций холодного ядерного синтеза, полученных при раскалывании дейтерированного льда в 1986 году. Но обо всём по порядку. Для начала попробуем разобраться, почему же «группе Google» не удалось запустить холодный ядерный синтез при использовании трёх, казалось бы, классических способов, которые были неоднократно воспроизведены за прошедшие 30 лет и основные условия воспроизводимости результатов для которых были давно установлены. За разъяснением причин этого мы обратились к известному российскому исследователю холодного ядерного синтеза ведущему технологу Института геологии и минералогии СО РАН имени академика В. Соболева, доктору геолого-минералогических наук, член-корреспонденту РАЕН Виталию Алексеевичу Киркинскому о результатах собственных многолетних исследований В. Этот метод можно использовать, если интенсивность ядерных реакций — высокая, на несколько порядков выше, чем при обнаружении продуктов синтеза. Достижение такой интенсивности — значительно более сложная задача.
Мартин Флейшман и Стэнли Понс и большинство их последователей при калориметрических измерениях не всегда получали положительные результаты. Выход избыточной энергии происходил спорадически и зависел, в частности, от используемого палладия, поставляемого разными фирмами. Как было выяснено позже, положительное влияние на выход тепла оказывает присутствие некоторых примесей, например бора, и ряд других факторов. Даже при благоприятных условиях при работе с катодами малой площади интегральный коэффициент преобразования энергии был мал, что требовало высокой точности измерений. В ряде экспериментов, проведенных квалифицированными электрохимиками, в растворах на основе тяжелой воды наблюдались всплески нейтронного излучения и выделение избыточной энергии мощностью до нескольких ватт, в то время как в совершенно аналогичных условиях при использовании растворов с обычной водой никакого дополнительного тепловыделения не происходило. Ни в одном из проверочных опытов в статье в Nature не определялся гелий и его изотопный состав — непосредственный продукт ядерного синтеза. Было надежно подтверждено выделение избыточного тепла и его корреляция с выходом трития и гелия.
Первая предполагает включение в палладиевый объект больших количеств дейтерия, которых предположительно должно хватить для запуска реакций. Однако при высоких концентрациях исследователям не удалось получить стабильных образцов. Второй эксперимент был попыткой повторения опытов по бомбардировке палладия импульсами горячих ионов дейтерия, в результате которых якобы получается тритий. Третий вариант предполагал нагрев металлических порошков в обогащенной водородом среде. Авторам во всех случаях не удалось найти каких-либо свидетельств протекания холодной термоядерной реакции, но они осторожны в формулировках и не утверждают, что полностью исключили их возможность. В частности, им не удалось по всем параметрам приблизиться к условиям, которые называют наиболее благоприятными для протекания подобных реакций. Оба эксперимента с палладием требуют дополнительной работы: есть надежда на создание образцов с высокой концентрацией дейтерия, а опыты с тритием могут вызывать слишком слабый для регистрации эффект. В любом случае проект нельзя назвать провальным, считают авторы. В частности, по их заявлениям они создали «лучший в мире калориметр», который использовали для регистрации выделений малейших количеств энергии в непростых экспериментальных условиях.
Разжечь Солнце на Земле. Россия первой запустит полноценный термоядерный реактор
Он мог бы обеспечить нас дешевой и изобильной энергией и даже поселиться в каждом доме. Кто сказал, что холодный синтез возможен? Похоже на вымысел, не так ли? Красивая сказка, придуманная учеными, которые пытаются оправдать собственные потуги. Существует одна старая история, которая по своей природе очень похожа на сказки про холодный синтез. Она началась еще в 1770 году, еще когда никто не мог подумать не то чтобы о ядерном синтезе — даже современной теории атомов не существовало. Это история про самый первый автомат для игры в шахматы, Mechanical Turk «Механический турок» Вольфганга фон Кемпелена. Почти за двести лет до изобретения современного компьютера «Турок» мог предложить очень сильную игру в шахматы, выиграл большинство своих игр и победил почти всех, не считая самых лучших игроков на то время. Его считали мистификацией, но множество выставок, на которых показали машину, подтвердили ее подлинность. Машина, казалось, не только обладает незаурядным шахматным мастерством, но и может обнаруживать подставные ходы.
В дополнение к нижним ящикам, в которых были шахматная доска и фигуры, у него было шесть дверец, три спереди и три сзади. За левой дверью был набор взаимосвязанных металлических зубчатых колес, которые действительно поворачивались, если их завести. За правыми двумя была красная подушка и открытое пространство. Если открыть все три двери, можно было увидеть все внутренности «Турка». Тот самый «Турок» После победы во всех, кроме самого сильного регионального состязания, «Турок» отправился по Европе, где сыграл кучу игр, в том числе и против одного из самых сильных игроков того времени Андре Филидора, который хоть и победил, назвал игру с «Турком» одной из самых утомительных в своей жизни. Но шестеренки слева и ящики на дне были ложными; они занимали лишь треть пространства, позволяя оператору — невысокому человеку, который скрывался внутри — оставаться незамеченным, когда правые двери были открыты. Но обман был раскрыт лишь в 1820-х годах.
Кто сказал, что холодный синтез возможен? Похоже на вымысел, не так ли? Красивая сказка, придуманная учеными, которые пытаются оправдать собственные потуги. Существует одна старая история, которая по своей природе очень похожа на сказки про холодный синтез. Она началась еще в 1770 году, еще когда никто не мог подумать не то чтобы о ядерном синтезе — даже современной теории атомов не существовало. Это история про самый первый автомат для игры в шахматы, Mechanical Turk «Механический турок» Вольфганга фон Кемпелена. Почти за двести лет до изобретения современного компьютера «Турок» мог предложить очень сильную игру в шахматы, выиграл большинство своих игр и победил почти всех, не считая самых лучших игроков на то время. Его считали мистификацией, но множество выставок, на которых показали машину, подтвердили ее подлинность. Машина, казалось, не только обладает незаурядным шахматным мастерством, но и может обнаруживать подставные ходы. В дополнение к нижним ящикам, в которых были шахматная доска и фигуры, у него было шесть дверец, три спереди и три сзади. За левой дверью был набор взаимосвязанных металлических зубчатых колес, которые действительно поворачивались, если их завести. За правыми двумя была красная подушка и открытое пространство. Если открыть все три двери, можно было увидеть все внутренности «Турка». Тот самый «Турок» После победы во всех, кроме самого сильного регионального состязания, «Турок» отправился по Европе, где сыграл кучу игр, в том числе и против одного из самых сильных игроков того времени Андре Филидора, который хоть и победил, назвал игру с «Турком» одной из самых утомительных в своей жизни. Но шестеренки слева и ящики на дне были ложными; они занимали лишь треть пространства, позволяя оператору — невысокому человеку, который скрывался внутри — оставаться незамеченным, когда правые двери были открыты. Но обман был раскрыт лишь в 1820-х годах. Пройдет еще 200 лет, и по-настоящему автоматическая программа наконец научится играть в шахматы на уровне «Турка».
Это — общий вывод из целых семи новых исследований, написанных 47 учеными из 12 учреждений, опубликованный 29 сентября в Journal of Plasma Physics. Если тестовый термоядерный реактор действительно достигнет этого рубежа эффективности, он может открыть путь для массового производства чистой энергии. Во время термоядерного синтеза атомные ядра вынуждают сливаться вместе и образовывать более тяжелые атомы. Однако масса образовавшихся атомов меньше массы атомов, которые пошли на их создание, и избыточная масса преобразуется в энергию, как завещал дедушка Эйнштейн. Получающееся благодаря термоядерному синтезу количество энергии настолько велико, что позволяет светиться и излучать тепло Солнцу и другим звездам, поскольку мощная гравитация в их недрах дает возможность объединять атомы водорода, чтобы создать гелий. Проблема создания устойчивого термоядерного синтеза на Земле в том, что требуется огромное количество энергии, чтобы заставить атомы слиться вместе, к тому же происходит это при температуре не менее сотни миллионов градусов по Цельсию увы, холодный термоядерный синтез до сих пор не открыт. Однако, разумеется, такие реакции могут генерировать гораздо больше энергии, чем им требуется — и Солнце тому прямое подтверждение. Также немаловажный плюс термоядерного синтеза — полное отсутствие вредных отходов. Не производятся парниковые газы, не загрязняется атмосфера, не нужно утилизировать радиоактивное топливо, и даже при аварии ничего серьезнее выброса водорода в атмосферу, который и является топливом для термоядерного реактора, не будет. При этом термоядерный синтез может быть настолько эффективным, что текущих запасов водорода на Земле хватит, чтобы удовлетворить все потребности человечества в энергии на миллионы лет вперед.
Мы из разных регионов России и из-за формально границы. Называть этих стойких камрадов не буду, захотят — сами откликнутся и дадут комменты. Я же только скомпоновал их и свои отчеты в виде единого текста и составил обобщающую таблицу. История вопроса. Но в обоих ядрах сидит по одному протону, а они заряжены и как положено одноименным зарядам, они отталкиваются. Чтобы это отталкивание преодолеть, надо чтобы ядра летали с высокой скоростью, т. Нашли множество препятствий, часть преодолели. Остальные, причем числом по-боле, термоядерщики продолжают успешно преодолевать, им еще лет на 100 хватит. Хорошо бы это отталкивание как-то ликвидировать убить без разогрева. В 1954 г. Зельдович умудрился опубликовать в Докладах Академии Наук маленькую заметку, что отталкивание можно убить с помощью мю-мезонов мюонов. Подробная статья Зельдовича и Сахарова, написанная задолго до этого, но не пропускаемая Главлитом это вам не академическая комиссия по лженауке, это было серьезно , появилась в Журнале экспериментальной и теоретической физики в 1957 г. Мысль простая: отрицательно заряженный мюон притягивается к протону, он в 200 раз тяжелее электрона и радиус его орбиты в 200 раз меньше, чем у атома водорода. Это, конечно, почти в 103 раз больше, чем 1 ферми, но вероятность реакции резко возрастает. Более того, в Дубне обнаружили возможность образования мезомолекул мю-мезонных молекул , в которых тритий и дейтерий в присутствии мюона почти сливаются. И в Дубне, и в Гатчине, - да и везде где на ускорителях рождали медленные мюоны, явление было блестяще подтверждено. Итак, ХЯС на основе мюонного катализа подтвержден корифеями ядерной физики экспериментально 60 лет назад. Единственный маааленький недостаток этого реально наблюдаемого синтеза — использование ускорителя резко снижает общий КПД: полученная энергия намного меньше затраченной. Одновременно у разных исследователей появилась идея заменить ускоритель совершенно бесплатными природными мезонами. Помимо вполне реального механизма мюонного катализа за последние три десятилетия неоднократно появлялись сообщения об успешной демонстрации холодного синтеза в условиях взаимодействия ядер изотопов водорода внутри металлической матрицы или на поверхности твёрдого тела. Например, были надежды, что в твердых телах из-за электронного окружения отталкивание будет слабее. Или в сонолюминесценции --- ультразвуком можно в жидкости родить микропузырьки, которые настолько малы, что будут схлопываться. В процессе схлопывания скорости могут быть сильно сверхзвуковыми. Жидкость начинает светиться. Или если крошить кристаллы, то возникают высокие напряжения, ускоряющие поглощенные в кристаллах дейтерий и тритий. Первые сообщения такого рода были связаны с именами маститых электрохимиков не физиков Флейшмана и Понса, которые много лет изучали особенности электролиза тяжёлой воды в установке с палладиевым катодом. На протяжении последних десятка лет поиски условий протекания «холодного синтеза» сдвинулись от электрохимических опытов и электрического разогрева образцов к «сухим» экспериментам, в которых осуществляется проникновение ядер дейтерия в кристаллическую структуру металлов переходных элементов — палладия, никеля, платины. Эти опыты относительно просты и представляются более воспроизводимыми, чем ранее упомянутые. В отличие от столкновения «голых» ядер в горячей плазме, где энергия столкновения должна преодолеть кулоновский барьер, при проникновении ядра дейтерия в кристаллическую решётку металла кулоновский барьер между ядрами модифицируется экранирующим действием электронов атомных оболочек и электронами проводимости. Обращает внимание также «рыхлость» ядра дейтрона, объём которого в 125 раз превышает объём протона. Электрон атома в нижнем, невозбужденном S-состоянии имеет высокую вероятность оказаться внутри ядра, что приводит к эффективному исчезновению заряда ядра, которое в этом случае иногда называют «динейтроном». Можно говорить о том, что атом дейтерия вообще какую-то часть времени находится в таком «свёрнутом» нейтральном состоянии, в котором он способен проникать в другие ядра — в том числе в ядро другого дейтрона. Дополнительным фактором, влияющим на вероятность сближения ядер в кристаллической решетке, служат колебания и ударные, а также термические волны Введение. Исходная посылка: предполагаем, что из уже имеющихся законов природы и свойств материалов можно сложить новый пазл и получить ХЯС.
Холодный синтез: миф и реальность
О том, каких успехов добились ученые ко второму десятилетию XXI века, есть ли будущее у огромного «бублика» — Международного экспериментального термоядерного реактора — токамака ITER, мы узнали, поговорив с российскими физиками-ядерщиками. В связи с этим хотелось бы понять, на какие типы реакторов сейчас делают ставку ученые во всем мире и в России. В отличие от ядерной энергетики, которую человечество «приручило» для мирных целей всего через пять лет после создания и испытания ядерной бомбы, термояд — аналог солнечных реакций — оказался не так прост. Со времени взрыва первой водородной термоядерной бомбы в 1953 году прошло уже 68! Не получается у людей «зажечь» свое земное «солнце», чтобы питало бесплатной энергетикой весь мир. Ходят, конечно, разговоры, что это просто невыгодно нефтяным магнатам — вот термоядерные технологии и не продвигаются вперед. Но отбросим конспирологию.
Тем более что ископаемых запасов углеводородов осталось менее чем на полвека, а потому, как ни крути, надо доводить до ума мирный атом. Как объединить необъединяемое Если в ядерных реакциях ядрам урана, плутония, тория выгодней распадаться для запуска цепной взрывной реакции, то при термоядерном варианте, наоборот, балом правит реакция объединения легких ядер изотопов водорода, гелия и бора. Зачем нам вообще понадобилась термоядерная энергия, если у нас есть уже атомные станции, работающие на принципе распада ядерного вещества? Во-первых, термоядерный синтез более безопасный, во-вторых, перспективный — на земле неисчерпаемые запасы дейтерия, который можно бесконечно добывать в Мировом океане. Классическая термоядерная реакция происходит следующим образом: берется ядро дейтерия изотоп водорода, состоящий из 1 протона и 1 нейтрона и ядро трития 1 протон и 2 нейтрона. Оба положительно заряжены и друг от друга, естественно, отталкиваются.
Но физики народ упрямый — им надо во что бы то ни стало их объединить, принудительно разогнать до сверхскоростей при высочайшей температуре и сблизить настолько, чтобы было преодолено электростатическое отталкивание. Тогда и возникнет ядерная реакция с выделением энергии. Атомы трития и дейтерия ионизируются и образуют плазму, которую до определенного времени нужно поддерживать в активном состоянии при очень высоких температурах, измеряемых в сотнях миллионов градусов, а в идеале прийти к тому, что реакция будет энергетически поддерживать саму себя. Цель — получить «положительный выход», чтобы выделившейся энергии в итоге оказалось больше, чем вы получили от розетки на разогрев той самой плазмы. Реактор должен дать больше, чем взял. И этого до сих пор, за десятки лет работы ядерщиков, не достиг еще никто ни в одной стране мира.
Токамак или дырка от бублика? Ученые постоянно находятся в поиске. Возьмем, к примеру, изобретенный в России самый традиционный способ получения плазмы — в устройстве под названием токамак тороидальная, или бубликообразная, камера с магнитными катушками. Кстати, слово «токамак» — это один из немногих русизмов, уже вошедший в обиход ученых всего мира. Плазма в этом реакторе удерживается в торе магнитным полем, не контактируя с материальной стенкой. По принципу токамака с начала 90-х годов прошлого века создается самый большой термоядерный реактор в мире — IТER.
Огромное площадью около 1 квадратного километра сооружение на окраине французского города Кадараш стоит почти 20 миллиардов долларов. Россия вносит 10 процентов от этой суммы, но не деньгами.
Именно это происходит в водородной бомбе, где разогрев происходит за счет традиционного ядерного взрыва. Результат — термоядерный взрыв великой силы. Но конструктивно использовать энергию термоядерного взрыва не очень удобно.
Поэтому ученые многих стран уже более 60 лет пытаются обуздать эту реакцию и сделать ее управляемой. К сегодняшнему дню управлять реакцией уже научились например, в ITER, удерживая горячую плазму электромагнитными полями , но на управление тратится примерно столько же энергии, сколько выделяется при синтезе. А теперь представим, что есть способ запустить ту же реакцию, но при комнатной температуре. Это было бы настоящей революцией в энергетике. Жизнь человечества изменилась бы до неузнаваемости.
В 1989 году Стэнли Понс Stanley Pons и Мартин Флейшман Martin Fleischmann из Университета Юты опубликовали статью, в которой утверждали, что наблюдают ядерный синтез при комнатной температуре. Аномальное тепло выделялось при электролизе тяжелой воды с катализатором из палладия.
Хольраум с топливом Чтобы выполнить термоядерное зажигание, капсулу с топливом поместили в хольраум — крошечную камеру, стенки которой превращают лазерное излучение в рентгеновские лучи. Эти лучи сжимают топливо до тех пор, пока оно не взорвётся, создавая плазму с крайне высокими температурой и давлением. Визуализация облучения топлива лазерными лучами, которые преобразуются в рентгеновские для запуска синтеза В рамках многолетних исследований в LLNL была построена серия все более мощных лазерных систем, что привело к созданию NIF — крупнейшей и самой мощной лазерной системы в мире. NIF имеет размер спортивного стадиона и использует мощные лазерные лучи для создания температур и давлений, подобных тем, которые возникают в ядрах звезд и планет-гигантов. Конечно, до момента, когда термоядерная энергетика станет обыденностью, пройдёт ещё немало времени, и для этого потребуется провести ещё массу исследований. Тем не менее, значимость первого удачного эксперимента по термоядерному воспламенению огромна — возможно, в итоге он станет отправной точкой в революции в мировой энергетике.
Управляемый термоядерный синтез УТС. В термоядерном синтезе используется обратный принцип: вместо расщепления тяжелых элементов соединяются синтезируются легкие — водород и гелий. Точно такие же процессы протекают в центре звезд. Синтез сопровождается выделением огромного количества энергии, но чтобы он осуществился, требуются уникальные условия. Почему же ученые так упорно ищут подходы к УТС, когда у них уже есть атомная энергетика? Потому что у термоядерного синтеза есть главное неоспоримое преимущество — близкая к идеалу теоретическая энергоэффективность. Ключевая сложность — условия , которые требуется создать, чтобы атомы водорода соединились друг с другом. В ядре Солнца они подвергаются колоссальному давлению вкупе с огромной температурой.
Создать такую гравитацию в лабораторных условиях невозможно, поэтому приходится разогревать среду еще сильнее. Так, если в центре нашего светила температура составляет около 15 млн градусов Цельсия, то в термоядерном реакторе — около 150 млн. Разумеется, никакое вещество не способно выдержать подобного жара, поэтому основная задача, над которой сегодня бьются ученые — удержание плазмы как можно дальше от стенок реактора, чтобы они не расплавились. Насколько это опасно Эксперты Курчатовского института замечают , что термоядерный синтез не является цепной реакцией.
Прорыв в термоядерном синтезе
Верифицирован реактор холодного термоядерного синтеза. Управляемый термоядерный синтез отличается от традиционной ядерной энергетики тем, что в последней используется реакция распада, в ходе которой из тяжёлых ядер получаются более лёгкие ядра. Но и на этом «плохие» новости для сторонников холодного термоядерного синтеза не закончились. Успешное осуществление реакций холодного термоядерного синтеза повлечет за собой переворот в энергетике и геополитические изменения в мире, но все притязания на успешную реализацию этих реакций пока представляли собой или ошибки экспериментов, или аферы. Термоядерный синтез – очень сложная и очень дорогая технология. объяснения поддерживали в новостях то, что называлось "холодным термоядерным синтезом" или "путаницей термоядерного синтеза".[32. У России появился шанс вновь стать лидером в освоении термоядерного синтеза.
Курсы валюты:
- Что не так с «японским ученым» и его холодным термоядом
- Холодный ядерный синтез
- Разжечь Солнце на Земле. Россия первой запустит полноценный термоядерный реактор
- Термоядерный синтез: ещё один шаг | Hi-Tech - Новости Казахстана и мира на сегодня
Холодный термоядерный синтез в обыкновенной кружке
Академик Роберт Нигматулин поясняет: «Вообще-то неправильно называть пузырьковый термояд разновидностью «холодного термоядерного синтеза». Хорошие новости продолжают поступать в области исследований ядерного синтеза. теоретически возможный способ простого и дешёвого получения огромных количеств экологически чистой энергии. Хотя об этом еще не было объявлено публично, эта новость быстро распространилась среди физиков и других ученых, изучающих термоядерный синтез.
FT: американцы добились прироста чистой энергии в термоядерном синтезе и совершили прорыв
| Компактные термоядерные реакторы: прорыв или просчёт?: ru_universe — LiveJournal | Министерство энергетики США (DOE) 13 декабря отметило важную веху в освоении энергии термоядерного синтеза, рассказав о том, как ученые впервые смогли произвести больше энергии, чем необходимо для его запуска. |
| Первый термоядерный реактор может заработать уже в 2025 году | Если весь этот изотоп использовать в термоядерном реакторе, выделится столько же энергии, как при сжигании 300 л бензина. |
Какие проблемы возникли на ИТЭР и почему задерживается энергопуск российского токамака
Это обстоятельство делает весь этот процесс бессмысленным. И его можно использовать для бомбардировки и осаждения на поверхность металла, такого как титан. Когда кристаллическая решётка металла оказывается заполнена, часть дейтерия начинает вступать в реакцию синтеза. Этот процесс называется синтезом твёрдого тела. И его используют для производства нейтронов в лаборатории. Металл помогает уменьшить кулоновский барьер и облегчает процесс синтеза. Однако в этом случае скорость синтеза крайне низка. А количество вводимой энергии значительно превышает количество получаемой на выходе.
На самом деле учёные считают, что, возможно, другие типы металлов будут иметь ещё более низкий кулоновский барьер. У исследователей Мартина Флейшманна и Стэнли Понса однажды возникла подобная идея. И они выбрали палладий в качестве металла-катализатора. И это сработало! Исследователи сообщили всему миру о производстве избыточного тепла. И даже некоторых побочных продуктов синтеза! К сожалению, ни одна другая лаборатория не смогла воспроизвести этот эксперимент.
И это погасило бушующее пламя сенсации — холодного синтеза с положительным выходом энергии. Никто так и не смог объяснить, почему один раз это сработало, а в другие — нет. Отбросьте глупые амбиции! После стольких лет неудачных исследований холодный синтез начал приобретать плохую репутацию. Как для себя, так и для всех, кто им занимался. Это направление исследований стали рассматривать как лженауку. Как что-то, что никогда не может быть достигнуто.
Что-то, что никогда не будет надёжным источником энергии.
Сегодня ИТЭР - реальный драйвер технологического развития. И я искренне рад, что мировое термоядерное сообщество оказалось способным отделить решение глобальной задачи человечества от сиюминутной политической риторики. Когда говорят о термоядерных исследованиях и пытаются объяснить назначение сложнейших систем того же ИТЭР, приводят для сравнения процессы внутри Солнца и других звезд.
Заголовок в газете "Солнце в морозильнике" - это не сильное преувеличение к тому, что всем миром строят и обещают показать во французском Кадараше? Виктор Ильгисонис: Имеется в виду, полагаю, сравнение температур горячей плазмы внутри токамака и сверхпроводника в его магнитной системе? Если так, то это образное сравнение серьезно не дотягивает до итэровских реалий: плазма ИТЭРа должна быть в десять раз горячее солнечного ядра, а температура в его криостате - в тридцать раз ниже, чем в морозильнике! А в космосе, если сумеем "приручить" термояд, он какие открывает для человека возможности?
Виктор Ильгисонис: Здесь вы, что называется, бьете в самую точку. Я уверен, что истинное место термояда - как раз в космосе. Просто его там будет легче осуществить! Нам не понадобятся ни громоздкие вакуумные камеры со сложной системой откачки, ни дорогостоящий криостат со всеми сопутствующими системами.
Да, придется несколько отойти от привычных для Земли схем, понадобятся идеи и эксперименты, но это будет совершенно новый уровень энергооснащения наших космических аппаратов. Судите сами, сегодня на МКС потребителям доступны лишь несколько десятков киловатт мощности, которых, конечно же, недостаточно для серьезной работы на орбите и тем более для межпланетных полетов. Эту тему надо начинать разрабатывать как можно скорее, не дожидаясь осуществления "земного" термояда. В одном из наших первых интервью вы сказали, что термоядерный синтез - вопрос самолюбия для человечества.
А сегодня к этому что могли бы добавить? Виктор Ильгисонис: Самолюбие пока не удовлетворено. А задора по мере преодоления трудностей с каждым годом прибавляется. Причем не только у ученых, посвятивших себя плазменной науке.
На удивление, резко возросло количество частных инициатив и стартапов, пробующих свои силы в этой исключительно заманчивой области. Так что термояд - это еще и поле, причем обширное, для самореализации талантов.
Энергетический успех, безусловно, является крупным шагом вперед для чистого изучения ядерного синтеза и демонстрацией опыта США. Однако задача заставить его работать в национальном, а затем и в глобальном масштабе, обеспечив при этом его доступность, далека от завершения, поскольку у нас все еще нет средств для этого, как отмечает Крис Крэгг в своем письме в Guardian: "Я готов поспорить, что вряд ли настоящая термоядерная электростанция будет запущена до того, как моим внукам исполнится 70 лет. В конце концов, на это ушло около 60 лет и огромные деньги". В действительности, временные масштабы, связанные с развитием термоядерного синтеза как источника энергии, слишком велики для решения самых насущных проблем климата, которые предполагают немедленное сокращение выбросов углерода. Аника Хан, исследователь ядерного синтеза из Манчестерского университета, говорит Forbes: "Ядерный синтез слишком поздно придет к решению климатического кризиса. Мы уже сталкиваемся с разрушительными последствиями изменения климата в глобальном масштабе, достаточно посмотреть на наводнения в Пакистане, засухи в Китае и Европе этим летом". Эксперты подчеркивают, что сокращение выбросов углерода не может ждать годы или десятилетия.
Мир сталкивается с ускоряющимся изменением климата, потерей биоразнообразия, деградацией естественной среды обитания в сочетании с экономическими, социальными и политическими кризисами.
Для поддержания термоядерной реакции 5 декабря 2022 года 192 гигантских лазера в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций National Ignition Facility, NIF разогрели цилиндрик размером с ластик, в котором в алмазной оболочке содержалось небольшое количество водорода. Одновременно разогрев цилиндр сверху и снизу, лазерные лучи испарили его. Порождённые этим процессом рентгеновские лучи пронизали шарик топлива, состоящего из дейтерия и трития. За время меньшее 100 триллионных долей секунды шарик принял на себя 2,05 МДж энергии и выдал поток нейтронов, порождённых синтезом, унесших с собой 3 МДж энергии — в полтора раза больше, чем было потрачено.
Подписка на дайджест
- Холодный ядерный синтез — Википедия
- В Ливерморе совершили прорыв в получении термоядерной энергии
- Холодный синтез: миф и реальность
- Частный термоядерный синтез: фантазии или реальность?
Украина. Генератор Росси. Термоядерный, холодный синтез. Теория, технология.
Потому что у термоядерного синтеза есть главное неоспоримое преимущество — близкая к идеалу теоретическая энергоэффективность. Поступили новости о том, что американским ученым из Национальной лаборатории Лоуренса удалось повторить термоядерный синтез, высвободив больше энергии, чем было затрачено на запуск реакции. Холодный ядерный синтез: истории из жизни, советы, новости. Если весь этот изотоп использовать в термоядерном реакторе, выделится столько же энергии, как при сжигании 300 л бензина.
Deneum: как заниматься холодным ядерным синтезом и бороться с сомнениями ученых
Термоядерный синтез заработал в плюс: американские учёные смогли запустить реакцию с положительным КПД. Если учёным действительно удалось провести реакцию ядерного синтеза с указанными выше условиями, это сулит революцию в энергетике. Но больше всего меня интересовал холодный ядерный синтез, так как он может стать великим научным открытием, в том числе и для промышленности. То есть провели реакцию холодного термоядерного синтеза.
Какие проблемы возникли на ИТЭР и почему задерживается энергопуск российского токамака
Потому что у термоядерного синтеза есть главное неоспоримое преимущество — близкая к идеалу теоретическая энергоэффективность. Академик Роберт Нигматулин поясняет: «Вообще-то неправильно называть пузырьковый термояд разновидностью «холодного термоядерного синтеза». Главная» Новости» Симпозиум по термоядерному синтезу 2024. Управляемый термоядерный синтез — голубая мечта физиков и энергетических компаний, которую они лелеют не одно десятилетие. Статья автора «Живой Космос» в Дзене: Холодный синтез — это мечта, над исполнением которой некоторые учёные трудятся уже несколько десятилетий.
Холодный синтез: желаемое или действительное?
| Холодный ядерный синтез — научная сенсация или фарс? | Холодный термоядерный синтез в обыкновенной кружке. |
| Термоядерная мощь: насколько люди близки к созданию неисчерпаемого источника энергии | На протяжении десятков лет холодный синтез проявлял поразительную капризность и упорно продолжал мучить своих исследователей неповторяемостью экспериментов. |