Referat.me

Название: Левитирующий дипольный эксперимент - один из методов управления термоядерным синтезом

Вид работы: реферат

Рубрика: Наука и техника

Размер файла: 61.26 Kb

Скачать файл: referat.me-255148.docx

Краткое описание работы: 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.

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.

Похожие работы

  • Термоядерная энергетика: состояние и перспективы

    В статье рассмотрены причины, по которым до настоящего времени управляемый термоядерный синтез не нашел промышленного применения.

  • Приёмы исследования природы

    Правомерно деление открытий на открытия явлений и открытие закономерностей. Каждый из этих видов открытий может иметь свои особые или общие приёмы решения.

  • Фотохимия

    Фотохимия, наука о химических превращениях веществ под дейтсвием электромагнитного излучения – ближнего ультрафиолетового (100-400 нм), видимого (400-800 нм) и ближнего инфракраснонго (0,8 – 1,5 мкм).

  • Судьба термоядерного синтеза

    Идея создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. Тогда от нее было решено отказаться, поскольку ученые были не в состоянии решить множество технических проблем.

  • Тепловой расчет реактора

    Пример теплового расчета реактора типа ВВЭР при заданной мощности выработки.

  • Магнитная запись

    Технология записи информации на магнитные носители появилась сравнительно недавно - примерно в середине 20-го века. Но уже несколько десятилетий спустя - эта технология стала очень распространенной во всём мире.

  • Оболочечное строение элементарных частиц

    В настоящем сообщении предпринята попытка рассмотрения структуры адрона на основе оболочечных представлений.

  • Каталитические методы

    Каталитические методы очистки очистки газов основаны на гетерогенном катализе и служат для превращения примесей в безвредные или легко удаляемые из газа соединения. Процессы гетерогенного катализа протекают на поверхности твёрдых тел - катализаторов.

  • Топливо

    Топливный цикл. Теплоносители реакторов. Замедлители реакторов.

  • Медленно развивающиеся нестационарные цепи

    В этой работе рассматривается теория цепных разветвленных реакций и конкретного механизма горения.