Российские ученые определили оптимальные параметры, позволяющие протонам взаимодействовать с ядрами бора таким образом, чтобы инициировать интенсивные термоядерные реакции без необходимости применения мощных лазеров для ускорения частиц до высоких энергий. Достижение отечественных специалистов существенно приблизит создание экологически чистых и надежных термоядерных установок, пишет ТАСС.
На протяжении нескольких лет ученые исследуют разные методы осуществления так называемого безнейтронного ядерного синтеза. Этот термин обозначает определенный вид термоядерных реакций, при которых не возникает вредное для здоровья нейтронное излучение, которое вдобавок поглощает около 80% выделяющейся в процессе энергии.
Одним из наиболее многообещающих вариантов для создания энергетических установок нового типа считается реакция между бором-11 и протонами (ядрами атомов водорода). Эта реакция сопровождается значительным выделением энергии, а также образованием бериллия-8 и альфа-частиц (ядер атомов гелия-4), которые могут использоваться для генерации электроэнергии. Есть трудности: применение этой реакции в реакторах затруднено тем, что для ее запуска нужно разогнать частицы до очень высоких энергий, что требует использования чрезвычайно мощных лазеров.
Специалисты из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН нашли способ решения проблемы. Они предложили использовать специальные магнитные ловушки и системы наносекундного вакуумного разряда для создания плазмы из бора и протонов, нагретых до температуры, позволяющей проводить термоядерный синтез без участия лазера. Основываясь на этой концепции, ученые разработали компьютерную модель устройства и рассчитали, каким образом частицы будут взаимодействовать внутри него.
Результаты расчетов позволили физикам определить наилучшую конфигурацию, расположение электродов и прочие характеристики конструкции, обеспечивающие максимальную частоту реакций между бором и протонами и создающие наибольшее число альфа-частиц.
Исследователи надеются, что результаты их работы станут значимым вкладом в развитие борных термоядерных реакторов и помогут продвинуться вперед в практическом применении безнейтронного термоядерного синтеза для производства экологически чистой энергии.
Ранее российский ученый предостерег россиян о вреде популярных в сети опытов с бытовой химией. Узнайте, какие вещества могут серьезно испортить здоровье и как обезопасить себя при работе с агрессивными химикатами.