Случайное открытие физиков позволяет стабилизировать реакции термоядерного синтеза — Naked Science
5 минут
Денис Гордеев
3

Случайное открытие физиков позволяет стабилизировать реакции термоядерного синтеза

5.5

Определенный тип волн, наблюдаемый в плазме при термоядерном синтезе, может помочь в управлении реакторами.

Токи в токамаке
Токи в токамаке, термоядерном реакторе тороидальной формы / Pinterest

Управляемый термоядерный синтез — процесс образования более тяжелых ядер из более легких с целью получения энергии. Термоядерный синтез может быть почти неисчерпаемым источником энергии, поэтому ученые по всему миру уделяют огромное внимание теоретическим основам этого процесса.

Ученые из Принстонской лаборатории физики плазмы Министерства энергетики США обнаружили, что в токамаках — термоядерных реакторах тороидальной формы — могут возникать неожиданные электрические токи. Это явление, статья о котором опубликована в журнале Physics of Plasmas, дает больше возможностей для стабилизации реакций термоядерного синтеза и управления ими.

Необычные токи возникают в плазме, когда формируются электромагнитные волны определенного типа — так называемые планарные электростатические волны. «Эти волны толкают вперед некоторые из уже движущихся электронов, и те катятся на волне, как серфингисты на доске», — приводит аналогию Иэн Охс, один из авторов работы.

Однако так работает далеко не каждая электростатическая волна: все зависит от их частот. Если частота слишком высока, то часть электронов движутся во взаимно противоположных направлениях, компенсируя влияние друг друга и препятствуя появлению тока.

Явление наблюдается лишь при определенных волнах относительно низкой частоты. В физике такие волны называют ионно-звуковыми, или просто ионным звуком. Фазовая скорость этих волн значительно выше, чем тепловая скорость ионов, но гораздо ниже, чем тепловая скорость электронов.

Это открытие значительно расширяет понимание реакций термоядерного синтеза и показывает путь к повышению их стабильности и управляемости. «Очень важно понимать, какие процессы вызывают электрические токи в плазме и какие явления могут им мешать, — говорит Иэн Охс. — Они являются основным инструментом, который мы используем для управления плазмой».

Также результаты работы чрезвычайно важны для астрофизики. «По всей Вселенной существуют магнитные поля разных масштабов, вплоть до галактического, и мы не знаем, как они там возникли, — резюмирует Охс. — Поэтому любые новые механизмы, которые позволяют генерировать магнитные поля, представляют интерес для сообщества астрофизиков».

Ранее физики из Делфтского технологического университета впервые смогли оперировать двумя битами в одном атоме, используя электронный сканирующий микроскоп, а их коллеги из Университета Аалто разработали фотодетектор с квантовой эффективностью свыше 100%.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:35
5 минут
Илья Ведмеденко

В состав Черноморского флота включили новый патрульный корабль проекта 22160 — «Павел Державин».

Вчера, 15:25
54 минуты
Александр Березин

Ровно 208 лет назад русские войска разгромили армию Наполеона при Березине. Часто говорят, что отступление французской Великой армии из Москвы было чередой ее неудач и русских успехов. Однако реальность оказалась заметно сложнее: де-факто русские войска понесли большие неоправданные потери, а общим итогом кампании стало бегство Наполеона из России, но не его пленение, почти неизбежное в тех условиях. Наиболее вероятной причиной всех этих проблем было особое геополитическое видение ситуации одним человеком — Михаилом Кутузовым. Рассказываем, почему он не хотел побеждать Наполеона и сколько жизней за это заплатила наша страна.

9 часов назад
4 минуты
Мария Азарова

Ребенок появился на свет здоровым, однако как долго у него будут сохраняться антитела и защищен ли он от заражения коронавирусом в будущем, пока не ясно.

Позавчера, 13:35
5 минут
Илья Ведмеденко

В состав Черноморского флота включили новый патрульный корабль проекта 22160 — «Павел Державин».

24 ноября
8 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

Вчера, 15:25
54 минуты
Александр Березин

Ровно 208 лет назад русские войска разгромили армию Наполеона при Березине. Часто говорят, что отступление французской Великой армии из Москвы было чередой ее неудач и русских успехов. Однако реальность оказалась заметно сложнее: де-факто русские войска понесли большие неоправданные потери, а общим итогом кампании стало бегство Наполеона из России, но не его пленение, почти неизбежное в тех условиях. Наиболее вероятной причиной всех этих проблем было особое геополитическое видение ситуации одним человеком — Михаилом Кутузовым. Рассказываем, почему он не хотел побеждать Наполеона и сколько жизней за это заплатила наша страна.

14 ноября
34 минуты
Василий Парфенов

На вопрос, кто проживает на дне океана, люди отвечают по-разному. Дети и некоторые взрослые скажут: Губка Боб Квадратные Штаны. Фанаты Лавкрафта благоговейно, но с огоньком в глазах пробормочут нечто вроде «Ктулху фхтагн». А подводники и океанологи задумчиво посмотрят на вопрошающего и, если повезет, расскажут много интересного. Про квакеров, «биоуток», «блуп» и еще Посейдон его знает какие аномальные явления подводного мира.

22 ноября
25 минут
Александр Березин

Планеты вокруг нашего Солнца расположены совсем не так, как в других системах. И это имеет крайне необычные практические последствия: расчеты показывают, что вокруг нашей звезды должны вращаться две потенциально обитаемые планеты, а не одна, как сейчас. Одна из них куда-то бесследно исчезла – и это еще в лучшем случае. Рассказываем, почему так получилось и кто конкретно в этом виноват.

24 ноября
8 минут
Мария Азарова

Попадание патогена в эпителий слизистой дыхательных путей и захват вирусом бокаловидных клеток приводит к нарушению слизистого барьера. Из-за уменьшения количества муцина снижается не только обонятельная чувствительность, но и возникают неприятные ощущения в носу и рту, в том числе сухость.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария
Asmite Qielee
08.09.2020
-
0
+
Мечты о самоподдерживающейся реакции термоядерного синтеза так и остаются мечтой, не помню точно сколько десятилетий) успехов нет и не будет, потому что с такой теоретической и экспериментальной базой их и не может возникнуть. Ядерные реакции освоены в совершенстве за краткий промежуток времени при несравненно менее развитых технологиях
Михаил Раткевич
07.09.2020
-
0
+
Ребята, помните фильм "Человек паук 2"? Там ещё доктор Актавиус был... В этом фильме термоядерный синтез так же стабилизировался электромагнитными волнами... Совпадение? Не думаю...
    Семен Курсаков
    08.09.2020
    -
    0
    +
    Верно. Правильно. Голливуд то он все знает... что было, что будет... Ничего от режиссеров не укроется. И пандемия была предсказана им же - см. "Заражение". Ждем совпадений по "Марсианину"?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: