Магнитно присъединяване за термоядрения синтез
Последно: 23 март 2014 г. в 12:02
Специалисти от Мичиганския и Принстънския университет са открили нов вид магнитно поведение в плазма, способно според тях да послужи за по-ефективен термоядрен синтез по инерциален сценарий.
Накратко да напомним – при такъв метод ядреното сливане се постига от обстрела на мишена с деутерий с лазерни лъчи от всички страни.
За да се повишат температурата и налягането в мишената до условия, характерни за вътрешността на звездите, обвивката на мишената трябва да започне да се изпарява равномерно, цялата наведнъж.
На практика тя предпочита отначало да се изпарява в редица отделни точки, поради което мишената се свива не в сфера, а в нещо като буца, а налягането и температурата не са толкова големи.
В резултат общата ефективност на схемата „лазерен обстрел – термоядрена реакция“ остава отчайващо ниска, а за поддържане на реакцията се харчи повече енергия, отколкото се получава от нея.
Когато лазерът превръща стените на мишената (в точката на контакт) в плазма, електроните в нея започват да се движат, възниква магнитно поле и то на свой ред ограничава свободното равномерно разпространение на електроните във всички страни.
Екип изследователи начело с Амитава Бхатачарджи от Принстънския университет успели да покажат, че това не е съвсем безнадеждно. „Горещите“ електрони, в опита да стигнат до по-студени области, могат да „тласкат“ магнитната ограда по-далече, до известна степен измествайки границата на равномерното разпространяване на топлината.
Освен това било демонстрирано, че такова движение може да се използва за обединение на магнитните „стени“ от две точки, нагрявани от съседни лазерни лъчи.
По същество, учените открили съвсем нов механизъм на магнитно присъединяване. На теория такива процеси могат да протичат не само в термоядрени мишени, но и на Слънцето, където магнитното присъединяване има пряко отношение към изригванията и изхвърлянето на маса от неговата повърхност.
Но да се върнем на Земята. Физиците са сигурни: проектантите на системите за инерциален термоядрен синтез могат да използват новооткритите особености на магнитните процеси в плазма за създаване на лазери, въздействащи на мишена по оптимален начин, тоест така, че да се изключи неравномерното ѝ свиване.
По този начин забележително може да се увеличи ефективността на този процес и да се направи стъпка към икономически целесъобразен термоядрен синтез.
Отчет за изследването е публикуван в сп. Physical Review Letters.
