Управляемый термоядерный синтез возможен уже сейчас, вот только затрачиваемая на него энергия пока превышает получаемую. Исследователи из Национальной лаборатории Сандия (Калифорния, США) утверждают, что нашли выход из этой ситуации: ими разработана компьютерная модель экономически целесообразного термоядерного синтеза
Чтобы производить больше энергии, чем потребляется на самоподдержание, термоядерный синтез должен соответствовать критерию Лоусона. Однако на имеющихся реакторах добиться этого не удаётся даже для пары дейтерий — тритий. Но, по мнению исследователей из Sandia Labs, выход есть. Проведённое ими компьютерное моделирование показало, что в предварительно разогретом лазером цилиндрическом вкладыше, погружённом в сильное магнитное поле, всё же можно добиться термоядерной реакции с энергоотдачей, превышающей потребление.
По словам физиков, моделирование дало значительное превышение расходуемой энергии над потребляемой. В моделях использовался смешанный магнитно-инерциальный синтез. «Теперь мы должны понять, позволит ли природа сделать это на практике. С принципиальной точки зрения никаких проблем не должно быть», — говорит Стив Слатц, ведущий автор исследования. В процессе моделирования при подаче 60 МА на проведение реакции отдача от неё составила 6 000 МА — иными словами, превысила энергозатраты в 100 раз. Главным моментом, который показали авторы модели, оказалось то, что при росте мощности ввода энергоотдача растёт прогрессивно: для 70 МА энергозатрат она составила уже 70 000 МА.
Имеющееся сегодня в Sandia Lab оборудование не способно дать более 26 МА, но и на нём, согласно новой модели, можно получить (для дейтерий-тритиевой смеси) состояние равновесия, когда затрачиваемая энергия будет полностью возвращаться за счёт реакции синтеза ядер атомов. Заметим, что до сих пор в лабораториях не удавалось добиться даже равновесия, так что успех можно смело расценивать как прорыв.
Изученная модель синтеза сочетает в себе два ранее применявшихся метода создания и удержания высокотемпературной плазмы: магнитный (токамаки) и инерциальный — обстрел сверхкороткими лазерными импульсами мишеней из дейтерия и трития или иных композиций термоядерного топлива. При этом магнитное поле позволяет частицам, в том числе альфа-частицам, образующимся в результате реакции, не покидать точку синтеза, а оставаться там, поддерживая температуру плазмы. При моделировании использовался всего один лазер (причём вовсе не рекордной мощности), который предварительно нагревал топливо в небольшом вкладыше.
Вкладыш при ударном сжатии от импульса нагревал до необходимых температур находящуюся внутри него смесь из дейтерия и трития. Затем для дополнительного повышения плотности и температуры на эту смесь воздействовали мощным магнитным полем, не дающим энергии сразу рассеиваться и, таким образом, поддерживающим проходящую реакцию без дополнительных избыточных энергозатрат. Вкладыш, предварительно разогретый лазером, играет здесь роль запала, а основным топливом является дейтерий-тритиевая смесь.
В настоящее время исследовательская группа ведёт подготовку экспериментального оборудования, а собственно окончание опытной проверки модели ожидается в конце 2013 года.
Подготовлено по материалам Национальной лаборатории Сандия.
Просмотров 
Другие новости по теме:
 Предложено новое объяснение предела Гринвальда |  В Академгородок съехались специалисты по термоядерному синтезу |  Химики нашли катализатор, напрямую превращающий биомассу в топливо | Штурм термоядерной крепости (djvu) |  Лазер отводит молнию |  Предложен новый способ повышения эффективности удержания плазмы |
