|
Левитирующий
дипольный эксперимент - один из методов управления термоядерным синтезом
Постепенно
отступающий экономический кризис резко обозначил одну из главных современных
проблем человечества – энергетическую. Методов решения её в виде технологий
энергосбережения и использования возобновляемых источников предлагается обилие,
а одной из самых перспективных, но весьма отдалённых от практического внедрения
заменой нынешним электростанциям считается термоядерный синтез. Эксперимент,
воспроизводящий схожие с земными магнитные поля, подтверждает потенциал нового
способа создания реактора для выработки энергии при помощи слияния ядер – такой
же реакции, которая происходит на Солнце.
Управляемая
реакция синтеза является вожделенной мечтой физиков и других исследователей уже
более полувека, потому как она предлагает практически безграничный очаг энергии
без выбросов соединений углерода и с намного меньшим радиоактивным
загрязнением, чем в основанных на делении атомов АЭС. Однако построить реактор
оказалось сложнее, чем считалось изначально. Продвинуть исследования помогут
новые результаты от экспериментальной установки в Массачусетском
технологическом институте (MIT), на разработку которой учёных вдохновили
космические спутниковые наблюдения. В совместном проекте MIT и Колумбийского
университета (Columbia University), называемом LDX (Levitated Dipole Experiment
– Левитирующий дипольный эксперимент), используется кольцеобразный магнит
массой полтонны и размером с покрышку от крупного грузовика. Он изготовлен из
расположенных внутри железный конструкции сверхпроводящих катушек, удерживается
в “подвешенном” состоянии мощным электромагнитным полем и выполняет функцию
контроля за перемещением заряженного газа – плазмы с температурой в 10 млн
градусов, которая находится во внешней камере диаметром 4,9 м.
Результаты
показали, что внутри камеры случайные турбулентные процессы заставляют плазму
становиться более плотной взамен расширения, а это увеличивает вероятность
слияния ядер. Такое “турбулентное сжатие” наблюдается во время взаимодействия
плазмы с магнитными полями Земли и Юпитера, но никогда вдобавок не
воссоздавалось в лаборатории. В большинстве экспериментов применяются одна или
две технологии: токамаки с окружающими камеру в виде “бублика” магнитами для
ограничения плазмы и инерционное удержание плазмы лазерами, стреляющими в
маленькую мишень из топлива. Но LDX – это совершенно другой маршрут, “первый
эксперимент такого рода”, – говорит физик из MIT Джей Кеснер (Jay Kesner). По
его мнению, открыт альтернативный маршрут к синтезу ядер, однако с
практичностью пока не всё ясно – требуется проведение большего количества
исследований. положим, несмотря на измеренную высокую плотность плазмы
необходимо новое оборудование для регистрации температуры, а тестирование
должно проводиться на значительно большей версии магнита и камеры.
Кеснер
старается разглагольствовать объективно: другие типы установок, такие как
токамаки, со смесью двух видов “тяжёлого” водорода (дейтерия и трития) скорее
всего будут эксплуатироваться первыми. А построенные на основе LDX возможно
станут вторым поколением. Во время работы магнит LDX поддерживается полем от
расположенного выше электромагнита, постоянно контролируемого компьютером на
основе точного определения координат восемью лазерами и детекторами. Положение
500-кг магнита с протекающим в нём током в миллион ампер сохраняется с
отклонением в 0,5 мм.
Если с контролирующей системой что-либо случится, падающее кольцо огромной
массы “поймает” напоминающая конус построение с пружинами. Левитация магнита
важна, потому что иначе любая поддерживающая опора будет извращать поле,
которое ограничивает плазму в камере. В испытаниях центральный пик плотности
горячего газа достигался за несколько сотых секунды и был похож на
характеристики плазмы в планетарной магнитосфере. Говоря об отличиях промеж
реакторами, Кеснер подчёркивает, что в токамаке плазма заключена в великий
магнит, тогда как в LDX магнит располагается в плазме. Вся концепция была
почерпнута из наблюдений за магнитосферами межпланетными кораблями. кушать и
обратная выгода: исследователи космоса могут получить из эксперимента LDX
уникальные данные, которые спутники не предоставят.
По
словам учёных, если эффект с турбулентностью и увеличением плотности удастся
масштабировать, тогда поддержание условий для стабильной термоядерной реакции и
производства чистой энергии будет вероятно. Термоядерная энергетика обеспечит
потребности планеты без способствующих глобальному потеплению выбросов. Хотя
проект разрабатывается уже более 10 лет, первые экспериментальные результаты в
“левитирующей” конфигурации получены вовсе недавно. Как считают специалисты,
LDX является одним из самых оригинальных экспериментов в сфере физики плазмы, и
в теории грядущее технологии многообещающее.
Список
литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.informbase.com.ua |
