Ssylka

Может ли Z-пинч стать ключом к термоядерной энергии будущего?

Термоядерная энергетика, долгое время остававшаяся лишь мечтой, все ближе подступает к реальности. Одним из перспективных направлений является Z-пинч – концепция, уходящая корнями в 1950-е годы, когда для удержания плазмы использовались магнитные поля. Компания Zap Energy активно развивает это направление, предлагая инновационный подход к проблеме.
Может ли Z-пинч стать ключом к термоядерной энергии будущего?
Изображение носит иллюстративный характер

Особенностью подхода Zap Energy является стабилизация плазмы с помощью сдвиговых потоков. В отличие от ранних экспериментов, таких как ZETA (Zero Energy Thermonuclear Assembly) в Великобритании, где доминировала неустойчивая термоядерная реакция типа «пучок-мишень», приводящая к анизотропному распределению нейтронов, Zap Energy достигла значительных успехов в создании стабильной термоядерной реакции.

Ключом к пониманию успеха Zap Energy является измерение изотропности нейтронов. Нейтроны несут 80% энергии термоядерной реакции. Изотропия нейтронов, то есть одинаковое распределение их энергии во всех направлениях, является надежным признаком того, что плазма находится в термодинамическом равновесии и происходит истинный термоядерный синтез. Анизотропия, напротив, свидетельствует о реакции «пучок-мишень», которая менее эффективна и масштабируема.

Успех Zap Energy в измерении изотропности нейтронов в их устройстве FuZE является важным шагом вперед. Многочисленные измерения, проведенные на основе 433 плазменных импульсов, подтвердили, что FuZE генерирует нейтроны с высокой степенью изотропии.

В отличие от Dense Plasma Focus (DPF), где нейтроны в основном образуются в результате взаимодействий типа «пучок-мишень», подход Zap Energy позволяет добиться более эффективного и масштабируемого термоядерного синтеза. Это достигается за счет использования сдвиговых потоков для стабилизации Z-пинча, что задерживает нестабильность магнитного поля.

Важно отметить, что Zap Energy смогла достичь этих результатов без использования внешних магнитов для удержания плазмы, что упрощает конструкцию и потенциально снижает стоимость будущих термоядерных реакторов.

Ведущую роль в исследованиях Zap Energy играют такие ученые, как Ури Шумлак, главный научный сотрудник и соучредитель компании, и Рэйчел Райан, старший научный сотрудник, которая возглавляла группу, опубликовавшую статью в журнале Nuclear Fusion. К исследованиям также подключились сотрудники Lawrence Livermore National Lab.

Первые измерения теплового синтеза компания Zap Energy провела в 2018 году. Райан присоединилась к Zap в 2023 году. Сейчас компания работает над созданием устройства следующего поколения, FuZE-Q, которое должно обеспечить еще более высокие энергетические характеристики.

Особое внимание уделяется анализу потери изотропии в конце плазменных импульсов. Изучение этих процессов позволит улучшить стабильность плазмы и увеличить продолжительность термоядерной реакции. Тепловой синтез масштабируется экспоненциально с увеличением тока (примерно 10^11).

В итоге, подход Zap Energy, основанный на стабилизированном сдвиговым потоком Z-пинче, демонстрирует многообещающие результаты и может стать одним из ключевых решений на пути к созданию эффективных и экономически выгодных термоядерных электростанций.


Новое на сайте

17902Lufthansa заменит 4000 административных сотрудников искусственным интеллектом 17901Каков истинный срок годности генетической информации? 17900Сможет ли закон догнать искусственный интеллект, предлагающий психотерапию? 17899Цепная реакция заражения листерией из-за одного поставщика 17898Холодный расчет: как современная наука изменила правила стирки 17897Деревянная начинка: массовый отзыв корн-догов из-за угрозы травм 17896Случайное открытие, спасшее 500 миллионов жизней 17895Мастерство мобильной съемки: полное руководство по камере iPhone 17894Что мог рассказать личный набор инструментов охотника эпохи палеолита? 17893Почему крупнейшая звездная колыбель млечного пути производит непропорционально много... 17892Обречены ли мы есть инжир с мертвыми осами внутри? 17891Почему AI-помощникам выгодно лгать, а не признавать незнание? 17890Является ли творчество искусственного интеллекта предсказуемым недостатком? 17889Как каланы цепляются за надежду? 17888Расшифрованный код древнего Египта