![]() |
Новое исследование предлагает способ, как сделать термоядерный синтез более практичным источником энергии. В этом способе по-прежнему будут использоваться дейтерий и тритий — наиболее перспективные виды топлива для производства термоядерной энергии. Но свойства этого топлива немного изменят, чтобы оно работало эффективнее. Для этого используют процесс под названием «спиновая поляризация». Кроме того, количество дейтерия увеличат, чтобы получить больше энергии. Ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы в США создали модели, которые показали: можно более эффективно использовать тритий, не теряя при этом энергию синтеза. Это позволит уменьшить количество трития, необходимое для запуска и поддержания термоядерных реакций. В результате могут появиться более компактные и доступные термоядерные системы.
Этот метод позволяет использовать тритий в десять раз эффективнее. Ученые из PPPL активно участвуют в разработке новых технологий для термоядерного синтеза. В одном из исследований, проведенных Паризи, газы нагревались до состояния плазмы, которая удерживалась с помощью магнитных полей в форме, напоминающей яблоко. В Лаборатории есть специальное устройство — National Spherical Torus Experiment-Upgrade (NSTX-U). Оно похоже на то, что описывали исследователи.
Минимизация потребностей в тритии за счет максимизации эффективности сжиганияАхмед Диалло, главный физик-исследователь и соавтор статьи, сравнивает эффективность сгорания трития с работой газовой плиты. Он говорит, что в термоядерном устройстве тритий сгорает не полностью, как газ на плите, который не всегда удается сжечь до конца. Поэтому ученые хотели сделать так, чтобы тритий сгорал эффективнее. Чтобы решить эту задачу, команда PPPL обсуждала проблему с другими учеными из области термоядерного синтеза и специалистами по спиновой поляризации. Паризи говорит, что термоядерный синтез — это сложная область науки и техники, которая требует прогресса во многих направлениях. Но иногда можно получить удивительные результаты, если объединить исследования из разных областей. Другой вид спинаКвантовое вращение не похоже на обычное вращение бейсбольного мяча. У мяча может быть много видов вращения, а у квантового спина частицы — только несколько вариантов: например, вверх или вниз. Если два атома топлива для термоядерного синтеза имеют одинаковый квантовый спин, они с большей вероятностью соединятся. Это значит, что можно получить больше энергии из того же количества топлива. Существующие методы спиновой поляризации не могут выровнять спин каждого атома. Но в модели PPPL показано, что для улучшения эффективности сжигания трития и общей производительности достаточно даже небольшого выравнивания спинов атомов. Повышение эффективности для снижения потребности в тритииПри меньшем количестве требуемого трития общий размер термоядерной электростанции может быть уменьшен, что упрощает лицензирование, размещение и строительство. В совокупности это должно снизить эксплуатационные расходы термоядерной системы. Тритий также радиоактивен, и хотя это излучение относительно недолговечно по сравнению с отработанным топливом ядерных реакторов деления, уменьшение необходимого количества имеет преимущества с точки зрения безопасности, поскольку снижает риск утечки или загрязнения трития.
Новые пути для исследованияНеобходима дальнейшая работа по изучению вещей, которые необходимы для реализации предложенной системы, но еще не до конца изучены. «Необходимо определить, возможно ли реализовать интегрированные сценарии, поддерживающие высококлассную термоядерную плазму с такими специфическими потоками избыточного топлива и золы из плазмы», — сказал Шварц. По словам Диалло, существуют также потенциальные проблемы, связанные с методами поляризации, но они открывают новые возможности.
Результаты опубликованы в журнале Nuclear Fusion. Ранее мы писали, что Росатом наградил молодых ученых за прорывные проекты в области энергетики. 19.11.2024 |
Энергия
![]() | |
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии | |
Швеция вновь обратила внимание на атомную... |
![]() | |
Аммиак без жертв: как японские ученые упростили производство | |
Мир стремится к устойчивому развитию, и&n... |
![]() | |
Новые технологии, новые партнеры: что задумали в ННГУ | |
Нижегородский государственный университет имен... |
![]() | |
Российские ученые разрабатывают аккумуляторы для электромобилей и дронов | |
Ученые из Уфимского института химии работ... |
![]() | |
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир | |
Мир хранения энергии меняется благодаря кванто... |
![]() | |
Китай впереди, а мир догоняет: битва за переработку аккумуляторов начинается | |
Компания Cirba Solutions активно развивает отр... |
![]() | |
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию | |
Превращение солнечной энергии в химическу... |
![]() | |
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров | |
Европейская комиссия дала зеленый свет огромно... |
![]() | |
Энергия атома для производства водорода: перспективы развития технологии | |
Доктор Уильям Бодель из Далтонского ядерн... |
![]() | |
Реактивное топливо на основе лигнина совершает прорыв в хранении водорода | |
Инновационный прорыв в технологии хранени... |
![]() | |
Определена роль термоядерной энергетики в обеспечении экологической безопасности | |
Карл Тишлер из европейского консорциума п... |
![]() | |
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии | |
Стремление Китая использовать энергию звезд до... |
![]() | |
Министерство энергетики США инвестирует в технологии декарбонизации | |
Министерство энергетики США уделяет приор... |
![]() | |
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму | |
Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ... |
![]() | |
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20% | |
Ученые Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии | |
Живая лаборатория по использованию тепла ... |
![]() | |
В США запустят строительство заводов по производству водородного топлива | |
Министерство энергетики США, DOE, сделало важн... |
![]() | |
США инвестируют 101 млн долларов в испытания контроля выбросов углекислого газа | |
Министерство энергетики США, DOE, объявило о&n... |
![]() | |
Термоядерный синтез: как ученые пытаются приручить энергию Солнца | |
Стремление к получению чистой, устойчивой... |
![]() | |
JEST: Ученые разрабатывают литий-ионную батарею с повышенными характеристиками | |
Технологический прогресс привел к широком... |
![]() | |
Открытие делает органические солнечные элементы более эффективными и стабильными | |
Исследователи из Университета Åbo A... |
![]() | |
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей | |
Глобальная гонка за увеличение срока служ... |
![]() | |
AppEn: ИИ проворнее человека находит причины неисправностей топливных элементов | |
Исследовательская группа доктора Чи-Юнг Юнга и... |
![]() | |
Эффективны ли солнечные панели при непрямом солнечном свете? Ученые говорят — да | |
Когда люди думают о солнечной энергии, он... |
![]() | |
Застройщики жилья используют инновации для экономии на коммунальных платежах | |
По мере того как экологичная жизнь превра... |
![]() | |
Криптографический протокол обеспечит безопасный обмен данными в ветроэнергетике | |
Плавучая ветроэнергетика обладает огромным пот... |
![]() | |
Предложен новый способ получения водорода из воды с помощью солнечной энергии | |
Специалисты в области нанохимии добились ... |
![]() | |
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии | |
Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме... |
![]() | |
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка | |
Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все... |
![]() | |
Появилась концепция устойчивых полимерных электролитов для топливных элементов | |
Исследовательская группа под руководством... |