Календарь новостей

« Июль 2024 »
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
1	2	3	4	5	6	7
8	9	10	11	12	13	14
15	16	17	18	19	20	21
22	23	24	25	26	27	28
29	30	31

Бор – новая надежда термоядерной энергетики

Источник: computerra.ru

Если бы человечество смогло использовать процессы, подпитывающие наше Солнце и другие звезды, необходимость в других источниках энергии отпала бы сама собой. Но до сих пор мечты о рентабельной термоядерной энергетике остаются мечтами. Существующие установки (токамаки и лазерные инерциальные системы синтеза) стоят очень дорого, требуют значительных энергетических и денежных затрат на обслуживание и поддержание управляемой термоядерной реакции (УТР). При этом полезный выход энергии ничтожно мал. Традиционно в качестве топлива для УТР используются дейтерий и тритий. Их слияние приводит к образованию ядер гелия и выделению энергии. Но одновременно происходит выход нейтронов с высокой энергией. Именно эти нейтроны, способные разрушить и сделать радиоактивными практически все известные материалы, являются главной проблемой УТР.

Но оказалось, что можно обойтись без нейтронов, если использовать не дейтерий и тритий, а бор или легкие металлы. Если протоны разогнать лазерами и направить в мишень из бора, образуются только ядра гелия. Что интересно, первые опыты с бором состоялись еще в 2005 году, в России. Группа ученых провела эксперимент по обстрелу мишени из бора лазерами. В итоге было получены ядра гелия, но их количество (несколько тысяч) было слишком мало для запуска самоподдерживающейся реакции. А недавно команда уже французских ученых, под руководством г-жи Кристин Лабон (Политехническая школа) изменила схему эксперимента и добилась успеха. Исследователи предварительно перевели изотоп бора в состояние плазмы при помощи ИК-лазера. И лишь затем направили на него поток быстрых протонов (он был создан при обстреле алюминиевой фольги другим лазером).

Протоны сливались с ядрами бора, рассеянными в плазме, в итоге образовались ядра углерода-12 (по 6 нейтронов и протонов в каждом). В стабильном изотопе бора всего 5 протонов и не более 6 нейтронов, поэтому свободным нейтронам с высокой энергией просто неоткуда взяться. Ядра углерода из-за крайнего возбуждения немедленно распадались на ядра гелия, всего было получено около 8 млн. ядер гелия. Этого количества уже достаточно, чтобы говорить о новых перспективах термоядерной энергетики. Причины резкого скачка эффективности реакции в том, что при переходе в состояние плазмы атомы бора лишились электронной оболочки – фактически, осталось только голое ядро. Поэтому вероятность слияния протонов с ядрами бора резко возросла.

Ученые отмечают, что результаты исследования имеют значение не только для энергетики. Возможно, придется пересмотреть традиционные представления о процессах, происходящих в недрах звезд. Что касается экономических перспектив открытия, их сложно переоценить. В настоящее время в установках инерциального термоядерного синтеза насчитывается до 200 мощнейших лазеров. В новой схеме лазеров всего два. Кроме того, бор намного дешевле изотопов водорода, а конструкция реактора намного проще, так как нет необходимости в защите от быстрых нейтронов. Остается надеяться, что ученым удастся масштабировать свой успех, организовать непрерывный процесс синтеза и добиться максимального выделения энергии. Также есть планы испытать в качестве мишеней и другие легкие металлы.

Подготовлено по материалам (источник): computerra.ru
Дата: 10 октября 2013
Другие новости, которые читают вместе с этой: Арсенид бора удивил ученых своей теплопроводностью Нитрид бора борется с коррозией при сверхвысоких температурах Разработана модель экономичного реактора термоядерного синтеза Предложен новый способ отделения медицинских изотопов Представлены новые доказательства осуществимости холодного термоядерного си ... Новая технология борирования: быстрее, дешевле и экологичнее