Исследователи разработали метод охлаждения водородной плазмы в термоядерных реакторах

Возможно, люди никогда не смогут приручить Солнце, но водородную плазму, составляющую большую часть солнечных недр, можно удерживать в магнитном поле в рамках термоядерного синтеза. Правда, с одной оговоркой.

Чрезвычайно высокая температура плазмы, обычно достигающая 100 млн. градусов Цельсия, заключенная в токамаках — термоядерных реакторах, имеющих форму пончика, — приводит к повреждению защитных стенок этих мегаустройств. Исследователи впрыскивают водород и инертные газы вблизи стенок устройства, чтобы охладить плазму путем излучения и рекомбинации, которая является обратной ионизации. Уменьшение тепловой нагрузки имеет решающее значение для продления срока службы будущего термоядерного устройства.

Понимание и предсказание процесса колебательных и вращательных температур молекул водорода вблизи стенок могло бы улучшить рекомбинацию, однако эффективные стратегии до сих пор оставались труднодостижимыми.

Международная группа исследователей под руководством Университета Киото недавно нашла способ объяснить вращательные температуры, измеренные в трех различных экспериментальных термоядерных устройствах в Японии и США. Их модель оценивает поверхностные взаимодействия и электронно-протонные столкновения молекул водорода.

В нашей модели мы ориентировались на оценку вращательных температур на низких энергетических уровнях, что позволило нам объяснить результаты измерений на нескольких экспериментальных устройствах, — добавляет автор модели Нао Йонеда из Высшей инженерной школы Киотского университета.

Прогнозирование и контроль температуры вращения вблизи поверхности стенки позволили команде отвести тепловой поток плазмы и оптимизировать условия работы устройств.

Нам еще предстоит понять механизмы вращательно-колебательных возбуждений водорода, — заключает Йонеда, — но мы были рады, что универсальность нашей модели позволила нам воспроизвести и измеренные вращательные температуры, о которых сообщалось в литературе.

Результаты опубликованы в издании Nuclear Fusion.

27.07.2023


Подписаться в Telegram



Энергия

JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа

Фотокаталитическое выделение водорода из ...

Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов

Учёные Института физики Казанского федеральног...

IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей

Исследователи из Национальной лаборатории...

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
Организаторы всероссийского конкурса «Знай наших» анонсировали новые номинации и партнеров проекта
Ученые ТПУ нашли эффективный способ создания вязких композиционных материалов для авиационной промышленности и машиностроени
Конференция по актуальным проблемам водоподготовки