"Управляемый термоядерный взрыв"
30 октября 2020 г., 23:18
"Управляемый термоядерный взрыв"
Уже давно, примерно с середины прошлого века, между учеными ядерщиками многих стран ведётся довольно интересное соревнование: кто же первый создаст управляемый термоядерный синтез? В этой гонке участвует Америка, Канада, Западная Европа, Япония, Индия, Китай и Россия. На данный момент существует несколько, очень не похожих друг на друга подходов к этой проблеме. И методов их решения. Как по технологиям, так и по амбициозности. В этой гонке, реакторы скромных размеров, которые можно транспортировать на грузовике, на равных борются с редакторами гигантами, высотой с 17 этажный дом. И пока совершенно не понятно за каким из них стоит будущее, а про кого забудут?
Зачем это нужно? Приемущество управляемого ядерного синтеза в том что он экологически чист и безопасен. Современные реакторы работают с использованием вредных, радиоактивных вещества, таких как обогащенный Уран и Полоний. Их сложно добывать, обогощать и ещё сложнее безопасно утилизировать. Радиоактивных отходы очень опасны. Радиация губительна не только для всего живого, но и вообще абсолютно для всего. Даже самая надежная техника выходит от неё из строя. Например, во время аварии на Чернобыльской АС использовали луноход, но даже он проработал всего пол часа и сломался. И потом, весь процесс вызывает цепную реакцию которую сложно контролировать. Во время же управляемого ядерного синтеза мы сами решаем сколько, чего будет длится. А в качестве топлива используется Водород. Точнее его изотопы, дейтерий (2H) и тритий (3H). Их ресурсы в мировом океане практически не исчерпаемы, они безвредены и почти ничего не стоят. Выгода настолько очевидна, что многие страны и частные компании стали одержимы этой идеей. Это энергетика будущего. Двух граммов водорода хватает на то, что бы снабжать энергией большой город в течении суток. Но есть определённые сложности.
Во-первых, что же такое управляемый ядерный взрыв, или ядерный синтез? Что это такое? А я вам сейчас объясню что это такое:
Это соединение двух лёгких ядер в одно более тяжелое Ядро, с последующим выделением энергии из их соединения(синтеза) , которую можно использовать. Но в начале надо эти "лёгкие ядра" соединить. Соударить. Что бы появилось новое Ядро, возник новый химический эллемент, соответственно. В результате чего выделилась полезная энергия. Но проблема в том, что у этих ядер одинаковый заряд. У обоих плюсики. И они друг от друга очень сильно отталкиваются. Как одинаковые полюса магнита. Что же делать? Для их соединения нужно приложить силу превышающую, силу их электростатического отталкивания. Эта энергия может быть взята из кинетической энергии их ядер, связанной с их скоростями. Чем выше температура, тем выше скорость движения частиц и сильнее их кинетическая энергия. Значит, что бы столкнуться ядра нужно их нагреть. А на сколько же велика должно быть температура? Оказывается... Внимание! Сотни миллионов градусов! Кхм. Вот так.
Но как же создать такую температуру и самим не поджарится? Эта температура равна солнечной. Причём температура выше чем на поверхности Солнца, а равная той что в солнечном ядре. То есть, создать такую температуру, это практически тоже самое, что создать новое солнце. Но если мы его создадим, Земля вспыхнет как спичка. Никакой сверх прочный материал не выдержит и не защитит землю. Но решение все же есть, это электро магнитные поля. Они концентрируют энергию в одной точке и не дают ей распространяться. Они создают ловушку, "тюрьму" для сверх высоких энергий. На данный момент проводятся успешные испытания, учёные приближаются я к решению этой проблемы.
Один из методов Импульсный. Он разработан российскими физиками ядерщиками. Он представляет из себя Комплекс лазерных термоядерных реакций. Разогрев дейтериево-тритиевой смеси здесь происходит благодаря 192 лазерам суммарной мощностью в 0,5 петаватт. Лазеры испускают короткий импульс, продолжительностью всего в пикосекунду, который направляется внутрь золотого хольраума — полого цилиндра, содержащего внутри ампулу со смесью. В результате происходит резкое испарение и разогрев плазмы до сотен миллионов градусов, за это время успевает пройти реакция. Кто же победит в этой гонке, Россия или Америка?