Технології

Випадкове відкриття фізиків дозволяє стабілізувати реакції термоядерного синтезу

Певний тип хвиль, що спостерігається в плазмі при термоядерному синтезі, може допомогти в управлінні реакторами.

 

Керований термоядерний синтез — процес утворення більш важких ядер з легших з метою отримання енергії. Термоядерний синтез може бути майже невичерпним джерелом енергії, тому вчені по всьому світу приділяють величезну увагу теоретичним основам цього процесу.

Вчені з Прінстонської лабораторії фізики плазми Міністерства енергетики США виявили, що в токамаках — термоядерних реакторах тороїдальної форми — можуть виникати несподівані електричні струми. Це явище, стаття про яке опублікована в журналі Physics of Plasmas, дає більше можливостей для стабілізації реакцій термоядерного синтезу і управління ними.

Незвичайні струми виникають в плазмі, коли формуються електромагнітні хвилі певного типу — так звані планарні електростатичні хвилі.

«Ці хвилі штовхають вперед деякі електрони, що вже рухаються, і ті котяться на хвилі, як серфінгісти на дошці», — наводить аналогію Іен Охс, один з авторів роботи.

Однак так працює далеко не кожна електростатична хвиля: все залежить від їх частот. Якщо частота занадто висока, то частина електронів рухаються у взаємно протилежних напрямках, компенсуючи вплив один одного і перешкоджаючи появі струму.

Явище спостерігається лише при певних хвилях щодо низької частоти. У фізиці такі хвилі називають іонно-звуковими, або просто іонним звуком. Фазова швидкість цих хвиль значно вище, ніж теплова швидкість іонів, але набагато нижче, ніж теплова швидкість електронів.

Це відкриття значно розширює розуміння реакцій термоядерного синтезу і показує шлях до підвищення їх стабільності і керованості.

«Дуже важливо розуміти, які процеси викликають електричні струми в плазмі і які явища можуть їм заважати, — говорить Іен Охс. — Вони є основним інструментом, який ми використовуємо для управління плазмою ».

Також результати роботи є надзвичайно важливими для астрофізики. «По всьому Всесвіті існують магнітні поля різних масштабів, аж до галактичного, і ми не знаємо, як вони там з’явилися, — резюмує Охс. — Тому будь-які нові механізми, які дозволяють генерувати магнітні поля, представляють інтерес для спільноти астрофізиків ».

Раніше фізики з Делфтського технологічного університету вперше змогли оперувати двома бітами в одному атомі, використовуючи електронний скануючий мікроскоп, а їх колеги з Університету Аалто розробили фотодетектор з квантовою ефективністю понад 100%.

Натхнення: naked-science.ru

Кнопка «Наверх»
Закрыть