Science Today

​​ВМФ США создают ArF-лазер для энергоэффективного термоядерного синтеза

Считается, что возможность бесконечно получать чистую энергию из водорода в любых количествах фундаментально изменит нашу цивилизацию. Проблема термоядерной реакции в том, что пока для ее запуска и поддержания требуется больше энергии, чем даст реакция на выходе – хотя постепенно ученые приближаются к этой цели. Широкополосная ультрафиолетовая лазерная система на основе фторида аргона, над которой трудятся специалисты Исследовательской лаборатории ВМФ США (AFL), должна заметно приблизить мечту о доступе человечества к термоядерной энергии.

В последние 75 лет задачей ученых было довести температуру плазмы до 100 млн градусов и добиться давления, достаточного для запуска синтеза. Это само по себе большое достижение, но технология должна, кроме того, поддерживать реакцию бесконечно долго, будучи при этом достаточно дешевой и компактной.

Лазер на фториде аргона, который разрабатывают в AFL, предназначен для испытаний в установке инерциального термоядерного управляемого синтеза. В ней капля дейтерия или трития, изотопов водорода, подвергается воздействую многочисленных лазеров, нагревающих и сжимающих ее за долю секунды настолько, что атомы водорода взрываются, сплавляются и выделяют огромное количество энергии.

Новый ультрафиолетовый лазер способен передавать энергию капле топлива с большей эффективностью и вырабатывает больше тепла для взрыва. При помощи моделирования радиационной гидродинамики специалисты лаборатории установили, что КПД лазерной системы на фториде аргона составляет 16% по сравнению с 12% лазера на фториде криптона, а это позволяет увеличить производительность реакции в сотни раз.

Благодаря своим преимуществам ArF-лазер открывает возможность строительства менее громоздких и дорогих электростанций. Впрочем, до этого пока далеко, сначала надо добиться от лазера нужной точности, частоты повторения импульсов и надежности. Для этого в Лаборатории проведут трехэтапную программу, которая завершится строительством установки из 20–30 таких лазеров.

В прошлом месяце команда ученых из MIT совершила прорыв в постройке экспериментального термоядерного реактора — для надежного удержания плазмы в токамаке им удалось создать магнит мощностью 20 тесл. По мощности он в 1,5 раза превосходит магнит, который будет использован в международном проекте термоядерного синтеза ITER (она составляет 13 тесл), который строится под Марселем во Франции.

www.tgoop.com/Science_2day/284

377 viewsOct 26, 2021 at 17:04

​​ВМФ США создают ArF-лазер для энергоэффективного термоядерного синтеза

Считается, что возможность бесконечно получать чистую энергию из водорода в любых количествах фундаментально изменит нашу цивилизацию. Проблема термоядерной реакции в том, что пока для ее запуска и поддержания требуется больше энергии, чем даст реакция на выходе – хотя постепенно ученые приближаются к этой цели. Широкополосная ультрафиолетовая лазерная система на основе фторида аргона, над которой трудятся специалисты Исследовательской лаборатории ВМФ США (AFL), должна заметно приблизить мечту о доступе человечества к термоядерной энергии.

В последние 75 лет задачей ученых было довести температуру плазмы до 100 млн градусов и добиться давления, достаточного для запуска синтеза. Это само по себе большое достижение, но технология должна, кроме того, поддерживать реакцию бесконечно долго, будучи при этом достаточно дешевой и компактной.

Лазер на фториде аргона, который разрабатывают в AFL, предназначен для испытаний в установке инерциального термоядерного управляемого синтеза. В ней капля дейтерия или трития, изотопов водорода, подвергается воздействую многочисленных лазеров, нагревающих и сжимающих ее за долю секунды настолько, что атомы водорода взрываются, сплавляются и выделяют огромное количество энергии.

Новый ультрафиолетовый лазер способен передавать энергию капле топлива с большей эффективностью и вырабатывает больше тепла для взрыва. При помощи моделирования радиационной гидродинамики специалисты лаборатории установили, что КПД лазерной системы на фториде аргона составляет 16% по сравнению с 12% лазера на фториде криптона, а это позволяет увеличить производительность реакции в сотни раз.

Благодаря своим преимуществам ArF-лазер открывает возможность строительства менее громоздких и дорогих электростанций. Впрочем, до этого пока далеко, сначала надо добиться от лазера нужной точности, частоты повторения импульсов и надежности. Для этого в Лаборатории проведут трехэтапную программу, которая завершится строительством установки из 20–30 таких лазеров.

В прошлом месяце команда ученых из MIT совершила прорыв в постройке экспериментального термоядерного реактора — для надежного удержания плазмы в токамаке им удалось создать магнит мощностью 20 тесл. По мощности он в 1,5 раза превосходит магнит, который будет использован в международном проекте термоядерного синтеза ITER (она составляет 13 тесл), который строится под Марселем во Франции.

BY Science Today