Исследователи разработали метод охлаждения водородной плазмы в термоядерных реакторах

Возможно, люди никогда не смогут приручить Солнце, но водородную плазму, составляющую большую часть солнечных недр, можно удерживать в магнитном поле в рамках термоядерного синтеза. Правда, с одной оговоркой.

Чрезвычайно высокая температура плазмы, обычно достигающая 100 млн. градусов Цельсия, заключенная в токамаках — термоядерных реакторах, имеющих форму пончика, — приводит к повреждению защитных стенок этих мегаустройств. Исследователи впрыскивают водород и инертные газы вблизи стенок устройства, чтобы охладить плазму путем излучения и рекомбинации, которая является обратной ионизации. Уменьшение тепловой нагрузки имеет решающее значение для продления срока службы будущего термоядерного устройства.

Понимание и предсказание процесса колебательных и вращательных температур молекул водорода вблизи стенок могло бы улучшить рекомбинацию, однако эффективные стратегии до сих пор оставались труднодостижимыми.

Международная группа исследователей под руководством Университета Киото недавно нашла способ объяснить вращательные температуры, измеренные в трех различных экспериментальных термоядерных устройствах в Японии и США. Их модель оценивает поверхностные взаимодействия и электронно-протонные столкновения молекул водорода.

В нашей модели мы ориентировались на оценку вращательных температур на низких энергетических уровнях, что позволило нам объяснить результаты измерений на нескольких экспериментальных устройствах, — добавляет автор модели Нао Йонеда из Высшей инженерной школы Киотского университета.

Прогнозирование и контроль температуры вращения вблизи поверхности стенки позволили команде отвести тепловой поток плазмы и оптимизировать условия работы устройств.

Нам еще предстоит понять механизмы вращательно-колебательных возбуждений водорода, — заключает Йонеда, — но мы были рады, что универсальность нашей модели позволила нам воспроизвести и измеренные вращательные температуры, о которых сообщалось в литературе.

Результаты опубликованы в издании Nuclear Fusion.

27.07.2023


Подписаться в Telegram



Энергия

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии
Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии

Использование электрохимии для разделения...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий

Новости компаний, релизы

Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
Ученые СПбГУ смоделировали сценарии появления таликов в вечной мерзлоте Антарктиды
Треть работодателей тратят на адаптацию одного нового сотрудника до 100 тысяч рублей
Палеонтолог СПбГУ описал новый вид динозавров-бегунов из Кемеровской области