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

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...

В России исследуют влияние формы древесины на процесс горения
В России исследуют влияние формы древесины на процесс горения

Исследование ученых ТПУ позволит улучшить...

Никель поможет отказаться от токсичного кобальта в батарейках
Никель поможет отказаться от токсичного кобальта в батарейках

Поскольку литий-ионные батареи используются бу...

Перовскит обрел свое место под солнцем
Перовскит обрел свое место под солнцем

Перовскитные солнечные элементы привлекают бол...

В заброшенных шахтах нашли энергию на триллионы долларов
В заброшенных шахтах нашли энергию на триллионы долларов

Новая технология под названием Подземное ...

На черном свет клином не сошелся
На черном свет клином не сошелся

Удел солнечных панелей — лежать на&...

В Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких аккумуляторов
В Якутии нашли потенциальную основу сверхъемких аккумуляторов

Группа ученых из Кольского научного центр...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

NeuroImage: Найдено объяснение разного уровня эритроцитов в крови новорожденных
NeuroImage: Найдено объяснение разного уровня эритроцитов в крови новорожденных
PLOS ONE: Разработана система для предотвращения потери природных ресурсов
PLOS ONE: Разработана система для предотвращения потери природных ресурсов
PLOS ONE: Сойки и вороны по-разному реагируют на появление конкурентов
PLOS ONE: Сойки и вороны по-разному реагируют на появление конкурентов
Хирургия полезна для некоторых детей с легким нарушением дыхания во сне
Хирургия полезна для некоторых детей с легким нарушением дыхания во сне
Мозг новорожденных только кажется недоразвитым по сравнению с другими приматами
Мозг новорожденных только кажется недоразвитым по сравнению с другими приматами
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна?
Исследователи составили карту воздействия кетамина на мозг
Исследователи составили карту воздействия кетамина на мозг
Исследование показало, как важный белок сбалансировал клеточные мембраны
Исследование показало, как важный белок сбалансировал клеточные мембраны
AJT: Старые органы ускоряют старение получателей трансплантатов
AJT: Старые органы ускоряют старение получателей трансплантатов
Ученые предложили собирать воду из воздуха с помощью солнечной энергии
Ученые предложили собирать воду из воздуха с помощью солнечной энергии
В Science Advances опубликовали новые сведения о гибели динозавров
В Science Advances опубликовали новые сведения о гибели динозавров
JI: В-клетки вырабатывают антитела, которые подавляют аутоиммунный патогенез
JI: В-клетки вырабатывают антитела, которые подавляют аутоиммунный патогенез
Nature Comm: Робот, созданный по образу улитки, соберет микропластик в океане
Nature Comm: Робот, созданный по образу улитки, соберет микропластик в океане
Соленые иммунные клетки в мозге связаны с деменцией, вызванной гипертонией
Соленые иммунные клетки в мозге связаны с деменцией, вызванной гипертонией
Nature Communications: Создан датчик для имитации чувствительности кожи
Nature Communications: Создан датчик для имитации чувствительности кожи

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса