Материалы портала «Научная Россия»

Найдена возможная причина потери тепла в термоядерном реакторе

Найдена возможная причина потери тепла в термоядерном реакторе
Впервые ученые показали, что два микроскопических вида турбуленции в плазме ведут к значительным потерям тепла в токамаке.

Ученые из США при участии коллег из Южной Кореи сообщили о положительных подвижках в решении «великой нерешенной проблемы» термоядерных реакторов — несоответствии теоретических предсказаний и наблюдаемых результатов. Авторы работ полагают, что утечка тепловой энергии вызвана микроскопическими турбулентностями плазмы. Об это свидетельствуют результаты двух исследований, опубликованных в журналах Nuclear Fusion (здесь) и AIP Physics of Plasmas (здесь), сообщает MIT News.

В термоядерном реакторе дейтерий под действием высокой температуры и магнитных полей превращается в состояние плазмы, где из атомов водорода образуется гелий. Этот процесс сопровождается выделением большого количества энергии, которое предполагается использовать для массовых нужд. Но существуют несколько нерешенных теоретических и практических проблем, которые не дают выйти термоядерной энергетике из экспериментальной стадии. Одна из проблем — различные турбулентности плазмы, приводящие к потерям тепла из термоядерного реактора.

Ученые из научного центра плазмы и термояда MIT в соавторстве с коллегами из других организаций заявили, что они решили проблему турбулентностей. По их данным, два типа завихрений на уровне электронов и ионов ответственны за потери тепла. До этого ученые почти десяток лет наблюдали эти микроскопические турбулентности в плазме реакторов, но считали, что их значение нивелируется более крупными завихрениями. Оказалось, что эти два типа микроскопических турбулентностей взаимодействуют друг с другом так, что невозможно их не учитывать.

Авторы работы провели моделирование процессов турбулентности, включая микроскопические, что заняло 37 рабочих дней в Компьютерном исследовательском центре национальной энергетики (они даже стали самыми крупными потребителями ресурсов центра). Результат ясно показал, что крошечные турбулентности не исчезают в более крупных. Вихри, образуемые электронами, выстраиваются в длинные ленты, которые крутятся вокруг торообразного пространства токамака. В плазме, разогретой до 100 млн градусов Цельсия, эти лентообразные вихри продолжали жить достаточно долго, чтобы влиять на распределение тепла. А это, в свою очередь, определяет, как происходит в реакторе термоядерная реакция.

Во второй статье излагаются результаты эксперимента, который провели в Принстонской лаборатории физики плазмы. Результаты опытов прямо подтвердили, что турбулентность на уровне электронов играет важную роль в термоядерной реакторе. Ученые проводили эксперименты на реакторе National Spherical Torus Experiment, а данные для первой статьи брали с токамака Alcator C-Mod в MIT. Если выводы обоих исследований совпали, значит, данный тип турбулентности представляет собой общее явление для токамаков разной формы. Авторы работ считают, что эти результаты помогут понять, что в действительности происходит внутри термоядерных реакторов и планировать будущие эксперименты.

Кстати, читайте об успехах термоядерного реактора фирмы Tri Alpha Energy в новости «Линейный термоядерный реактор побил новый рекорд».

микроскопические турбулентности плазмы потеря тепла термоядерный реактор

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • Александр, 24 января 2016 г. 21:33:42

    "Но существуют несколько нерешенных теоретических и практических проблем, которые не дают выйти термоядерной энергетике из экспериментальной стадии"
    И главная проблема - ошибочность Стандартной модели. То, что получается якобы какая то прибавка выхода над затратами- это просто энергия гравитации 1,2 и 3 типа (за счет закрутки плазмы).Но эта энергия незначительна.И идея ТОКАМАКа ошибочна в своей основе.Но это вовсе не означает, что можно иметь неограниченный источник энергии.

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий