Безграничная энергия все ближе: физики решили 70-летнюю проблему термоядерных реакторов

Исследование опубликовано в Physical Review Letters, пишет Interesting Engineering.

Ученые во всем мире сейчас активно работают над тем, чтобы получить термоядерную энергию, которая является чистой и практически безграничной. Это можно сделать с помощью термоядерного синтеза, того же процесса слияния атомов, который происходит в ядре Солнца. В результате этого синтеза выделяется огромное количество энергии. В отличие от тепловых электростанций и даже АЭС, термоядерный синтез создает энергию без выбросов парниковых газов и радиоактивных отходов.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

На пути к получению термоядерной энергии давно стоит одна давняя проблема. Ученые не могут надежно удерживать высокоэнергетические частицы внутри термоядерных реакторов. Эти альфа-частицы, которые необходимы для поддержания горячей плазмы, чтобы создать устойчивый термоядерный синтез, выходят через "дыры" в магнитном поле реактора, и таким образом синтез прекращается. Теперь же физики предложили способ решения этой проблемы.

Для создания термоядерного синтеза ученые используют реакторы типа стелларатор и токамак. Они удерживают плазму с помощью сильного магнитного поля. Стеллараторы имеют сложные магнитные катушки, создающее сильное магнитное поле для того, чтобы улавливать высокоэнергетические частицы.

Но у этих магнитных полей часто возникают невидимые "дыры", через которые улетают альфа-частицы. Выявление и исправление этих магнитных дефектов с использованием традиционных методов, основанных на законах Ньютона, требует больших вычислительных мощностей и времени. И это усложняет процесс проектирования термоядерных реакторов.

Теперь же физики создали новый метод решения проблемы, который использует теорию симметрии для точного определения и устранения "дыр" в магнитном поле.

Авторы исследования говорят, что эта проблема с термоядерными реакторами сохранялась в течение почти 70 лет, но теперь у нее есть решение, которое позволяет ускорить проектирование стеллараторов и увеличить их эффективность.

Хотя новый метод был разработан для стеллараторов, его можно применить и для токамаков. В последних реакторах убегают электроны, которые могут пробить стенку токамака, если их не удерживать. Новая технология может помочь выявить слабые места в магнитных полях, потенциально повышая безопасность и долговечность реактора, говорят ученые.

Авторы исследования говорят, что применение их метода поможет приблизить создание коммерческих термоядерных электростанций, которые смогут обеспечить человечество огромным количеством безграничной энергии.

Как уже писал Фокус, у нас внутри существует квантовая физика. Ученые впервые обнаружили то, что их очень удивило. Физики впервые обнаружили, что движение протонов внутри живых организмов не является чисто химическим процессом.

Также Фокус писал о том, что новый способ получения безграничной энергии может нагреть Землю и уничтожить всю жизнь.