32k
5 лет назад · 5 фото · 2777 просмотров · 35 комментариев
Самый мощный лазер вплотную приблизился к точке "воспламенения" реакций термоядерного синтеза (5 фото + 1 видео)
Реакция ядерного синтеза — это когда два маленьких атомных ядра слепляются в одно большое. Это реакция, обратная ядерному распаду. Например, можно столкнуть два ядра водорода, чтобы получить гелий.
При такой реакции выделяется огромное количество энергии благодаря разности масс: масса частиц до реакции больше, чем масса полученного большого ядра. Эта масса и превращается в энергию благодаря всем известной формуле E=mc2.
За последние несколько лет мы видели целую серию достижений в области термоядерного синтеза.
Ученые, использующие реакторы типа токамак или стеллатор, не раз демонстрировали, как топливо может быть превращено в плазму и нагрето до таких температур, при которых начинают идти самоподдерживающиеся реакции термоядерного синтеза, которые являются, пока в теории, неограниченным источником экологически чистой энергии. И недавно свой вклад в это дело внесли ученые, работающие с одним из самых мощных лазеров на Земле, полученные ими "экстраординарные результаты" сделали человечество на один шаг ближе к конечной цели. Напомним нашим читателям, что в распоряжении Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии имеется установка National Ignition Facility (NIF), 10-этажное здание которой занимает площадь трех футбольных полей. Внутри этого здания расположено 192 лазера, которые способны сфокусировать 1.9 мегаджоуля энергии ультрафиолетового света внутри крошечной камеры в центре установки. Импульсы лазеров длятся всего одну миллиардную долю секунды, но этого достаточно, чтобы разогреть мишень, размером с горошину до огромной температуры, при которой создается высокое давление и соблюдаются условия для инициации реакций термоядерного синтеза.
Сооружение установки NIF было закончено в 2009 году, а уже в 2010 году были произведены первые "выстрелы" мегаджоулевого лазера, при которых проводились работы, связанные с улучшение фокусировки и наведения лазерных лучей. В 2012 году установкой был произведен рекордный "выстрел", мощностью в 500 триллионов ватт. А в 2014 году ученые NIF совершили прорыв, количество энергии, испущенной пластиковой капсулой, заполненной дейтерием и тритием, впервые превысило количество энергии, поданной на нее лучами лазеров. Правда энергетический выход этого процесса был весьма невелик, и составил всего 100 кДж, но во время дальнейших экспериментов этот выход был увеличен до 170 кДж.
Еще более крупный прорыв был совершен учеными NIF в начале августа этого года. Перед этим ученые произвели ряд работ по улучшению установки, и в результате этого мишень отдала наружу 1.3 мегаджоуля энергии в течение 100 триллионных долей секунды. Такое количество приблизительно соответствует 10 процентам от всего количества энергии солнечного света, падающего на поверхность Земли, и приблизительно 70 процентам от количества энергии света лазеров, поглощенной шариком мишени. Проведенный анализ собранных во время экспериментов данных показал, что ученым удалось добиться восьмикратного улучшения эффективности процесса по сравнению с эффективностью предыдущих этапов и это все делает этот эксперимент намного ближе к точке "воспламенения". На следующем этапе ученые планируют уже достичь точки "воспламенения" термоядерного топлива, по достижению которой наружу выйдет 100 процентов или большее количество энергии, чем количество энергии, затраченной на инициацию термоядерных реакций. Для достижения этого, согласно имеющейся информации, ученым придется заново спроектировать оболочку камеры, в которой находится топливная капсула, улучшить точность наведения и фокусировки лазеров на мишени, и сделать некоторые другие изменения, которые позволят более точно измерить уровни энергии, выделяющейся в ходе эксперимента.
В настоящее время ученые NIF уже составили план проведения очередных экспериментов и начали процесс подготовки к ним, который, согласно этому плану, будет проводиться на протяжении нескольких последующих месяцев.
>> В результате этого мишень отдала наружу 1.3 мегаджоуля энергии в течение 100 триллионных долей секунды. Такое количество приблизительно соответствует 10 процентам от всего количества энергии солнечного света, падающего на поверхность Земли.
Если не ошибаюсь, 1.3 МДж - это немногим больше 300 ккал. Это как хороший ломоть сала на куске хлеба. Или 100 г водки. Хотя хз, сияние морды, в которую это затолкать может и сможет затмить солнце.
Оно конечно понятно, что 100 триллионных. Но население Земли ~10 млрд. Уже секунда. Получается, если всё население планеты выпьет и закусит Солнцу можно не светить? Нахрен эти солнечные батареи, пусть все алкаши возьмутся за руки.
Тут проблема не в 1.3 МДж, а в 1.3Мдж за минимальное время в минимальном обьеме.
Так что несмотря на то, что это всего 0.36 квт*ч, эту энергию нужно накачать за доли секунды (лень считать микро или нано или пико) в обьем доли миллиметра (тоже лень степень считать).
Так что для такой мощности алкашей на планете может и не хватить. Мощность-то 500 триллионов ватт. Пусть алкаш бахает 100 грамм за 3 секунды. Т.е. проглатывает 0.36 квт*ч за 3 секунды. Его алкомощность равна 0.36 * 3600 / 3 = 432 квт. Итого, что бы обеспечить 500 триллионов ватт или 500 млрд киловатт, нам нужно 1.5 млрд алкашей или больше 15% населения планеты, что маловероятно.
Не, мужик, алкаши не дадут нужную мощность, пусть и дадут гораздо больше нужного энергии. Не будет работать твоя алкашно-термоядерная станция, ну разве что по пятницам.
Я лишь о том, что оба проекта, и мой и их, с практической точки зрения имхо примерно эквивалентны по адекватности.
>> нам нужно 1.5 млрд алкашей или больше 15% населения планеты, что маловероятно
Святой вы человек
это все хорошо но на сколько я понимаю поджечь уже не проблема
а проблема удержать управляемой что бы это была электростанция а не водородная бомба!)
Если столкнуть два ядра атома водорода - получится Гелий-2 - нестабильный изотоп. термоядерный синтез предполагает механизм синтеза более тяжелых ядер из более легких т.е. нужно несколько последовательных столкновений 4х атомов водорода для получения стабильного Гелий-4
Ох, ребята, вы когда-нибудь доиграетесь до мегапиз.деца!
Предположим, что удалось создать некий генератор условной неограниченной энергии на основе самоподдерживающихся реакций термоядерного синтеза. Практической пользы для населения он не принесёт. Никто и никогда не будет раздавать энергию просто так, или дешевле, пусть даже её источник будет хоть трижды неиссякаемым. То же самое с топливом. Даже если изготовить двигатель, эквивалентный параметрам существующих актуальных ДВС и работающий на воде\воздухе, то в производство он никогда не поступит и до массового потребителя не дойдёт. Этого сделать просто не позволят нефтяные и газовые короли. Ну и, конечно же, не забываем про то, что сделает такой девайс кто-то один, а захотят его сразу все. И либо за него будут воевать, либо им торговать. А так же воровать.
Полностью согласен!
Эти рептилойды в край о-ху-ели! Как их диск Земли носит?
проблема в том что нефть и газ исчерпаемы...но это было бы пол беды...)беда в том что они быстро исчерпаемы))
а вся эта псевда научная экологическа лабуда никогда не даст той энергии которая нам нужна(постройка сферы дайсона не в счет)
поэтому вся надежда на ядерный и темоядерный синтез!!!
Из ничего не бывает столько мощности.
Закон сохранения энергии - энергия не может появляться из ничего и пропадать никуда, она не может быть ни создана, ни уничтожена, но она может быть преобразована, таким образом энергия только принимает другой вид, и её количество при этом сохраняется во времени.
Невозможно создать лазер для получения чего-то превосходящего сам лазер.
На данный период довольствуемся тем, что есть - преобразование одной энергии в другую. С потерями - это неизбежно.
Конечно, с точки зрения фундаментальной науки всё верно. Но ведь нельзя утверждать, что человечество открыло абсолютно все закономерности, существующие в природе.
Если учитывать, что время бесконечно, то нельзя исключать вероятность того, что какое-либо событие рано или поздно произойдёт в принципе. Возможно существует некое событие, которое при создании определённых условий произойдёт и перевернёт многие существующие физические законы.
Почему бы и нет?
Только что даёт предмет разговора? К примеру, постигло человечество скорость света. Но ведь до ближайшей звезды многие тысячи лет даже с этой скоростью. Люди столько не живут.
Что даст термояд? Не более, чем нынешний нагрев теплоносителя, вращение турбины и генератора.
Так что всё это призрачно в расчете получения чистой энергии. Считаю, что последняя основана на уровне метафизики.
"Невозможно создать лазер для получения чего-то превосходящего сам лазер."
Лазер является механизмом запуска реакции. Если следовать вашей логике то атомные электростанции не возможны
"Что даст термояд? "
Более мощный источник энергии работающий на более доступном топливе. Отсутствие ядерных отходов
Как бы то ни было, эволюция - штука не быстрая. Впрочем, как и технический прогресс в ядерных областях. А метафизика - это уже перелом ганглия. Причина причин, начало начал и сущность бытия. Тут уже нужен стакан, а лучше дудка.
ни кто и не создает из ничего пытаются лишь поджечь топливо которое потом будет гореть само!
НЕТ! там совсем другой принцип напрямую можно ток пускать!...
следуя его логике люди бы грелись огнивом и спичками а не кострами и печками)
"человечество на один шаг ближе к конечной цели. "
Напомните, пожалуйста, какова конечная цель человечества?
Видимо, имеется в виду плучение чистой энергии в неограниченных количествах... А что, достойная цель!
"Конечная, троллейбус дальше не идёт"!
Всё в этом мире конечно, не только троллейбусная линия
А какую энергию можно получить? Пока не получили нифига, только кормим то токомаки, теперь лазеры. А над головой у нас действующий термоядерный реактор горит миллионы лет и сколько он выделяет энергии давно подсчитано. А эффективность его вы подсчитать пробовали? Ну тупо разделить количество энергии на объем или на массу солнца. Попробуйте, результат вас позабавит.
Не томи. Выкладывай
масса Солнца - 1,9891 10^30 кг.
энергия Солнца - 3,84 10^26 Ватт.
"тупо разделить количество энергии на объем или на массу солнца" - и что получим то?
Не вся масса водорода одновременно участвует в термояде.
А для оценки нужно учитывать только реакционную массу.
Каждую секунду Солнце теряет четыре с половиной миллиона тонн своего веса (4.5*10^9 кг). Именно эта масса
превращается в поток энергии. Для Солнца эта потеря
нич тожна. Масса его настолько велика, что за два миллиарда лет своего непрерывного излучения Солнце теряет не больше одной десятой процента своего веса.
Прикинем....
(3.8*10^26)/(4.5*10^9)= 8*10^16 Вт/кг
В странное время живем. Столько открытий, которые мы (большинство из нас) не понимают, но уже не удивляемся. Так же было, когда читал о возможности создания материи из энергии. Вроде ппц круто, а вроде "ну, ладно. Молодцы! Дальше что?"
Люди реальной фундаментальной наукой занимаются.
Тот случай, когда чувствуешь себя полным ничтожеством.
То , что наука идёт вперёд и так будет вечно не даёт вам права ощущать себя ничтожеством . Каждый нормальный человек занимающийся в жизни чем то полезным для общества уже проживает свою жизнь не зря . Ну не каждому дано делать открытия в научной сфере и что ?! Как это влиять должно на самооценку ?!
Не стоит) Просто наслаждайтесь зрелищем. Это же чудесно. Не все мы созданы для науки, кто-то должен следить и восхищаться реальным делом, а не верить в мифы и отрицать достижения науки. Это тоже полезно.
Здесь уже прикладнАя часть. Остаётся надеяться, что фундаментальная наука все правильно рассчитала, и этот синтез не станет неуправляемым... Иначе, свое ничтожество почувствуют все
Или не успеют почувствовать?))
"занимающийся в жизни чем то полезным для общества"
=======
маркетологи, дизайнеры, политики, топ-менеджеры, HR-ы, снова политики и просто офисный планктон - это достаточно большой процент в нынешней цивилизации. Причем не просто ничего не делающий полезного, а скорее всячески мешающий тем людям, которые как раз и делают и про которых этот материал.
То что наука идёт вперёд это скорее вопреки, чем потому что "так будет вечно".