Ускоритель Z-machine будет использовать тритий в качестве термоядерного топлива

Мишень ускорителя Z-machine


Специалисты Национальной лаборатории Санддиа (Sandia National Laboratories) уже достаточно долго работают в направлении использования реакций термоядерного синтеза для получения энергии. И в скором времени находящийся в их распоряжении энергетический ускоритель Z-machine будет использовать в качестве термоядерного топлива тритий, самый тяжелый из трех изотопов водорода. Согласно расчетам, использование трития позволит добиться 500-кратного увеличения энергетического выхода реакций термоядерного синтеза, что должно обеспечить этим реакциям самоподдерживающийся характер. Однако использование трития является делом сложным и чреватым многими опасностями.

Напомним нашим читателям, что ускоритель Z-machine уже несколько десятилетий используется для создания реакций термоядерного синтеза в лабораторных условиях. По существу этот ускоритель является генератором мощного импульса, состоящим из кольца огромных электрических конденсаторов, накопленная в которых энергия подается в центральную вакуумную камеру посредством необычайно толстых кабелей.

Энергия, подаваемая в камеру ускорителя Z-machine во время одного импульса, в 1000 раз превышает энергию молнии, а длительность этого импульса в 20 тысяч раз короче, чем длительность грозового разряда. Вся эта энергия подводится на "мишень", изготовленную из сотен тончайших вольфрамовых проводков. Под воздействием подведенной энергии эти вольфрамовые волоски моментально испаряются и превращаются в высокотемпературную плазму, производя всплеск рентгеновского излучения. Энергия этого всплеска равна двум миллионам джоулей и ее достаточно для того, чтобы поднять температуру в активной зоне камеры ускорителя до 1.8 миллионов градусов Цельсия.

До последнего времени вся энергия ускорителя Z-machine фокусировалась на мишени из дейтерия, который является изотопом водорода, ядро которого содержит один нейтрон. Тритий - это изотоп водорода с двумя нейтронами в его ядре. И в скором времени специалисты лаборатории Сандиа планируют "зарядить" ускоритель Z-machine смесью дейтерия и трития в соотношении 50/50. В результате этого будет получено в 80 раз больше свободных нейтронов, а количество энергии на выходе реакции увеличится в 500 раз.

Система подвода газообразного трития


Однако тритий является нестабильным радиоактивным изотопом с периодом полураспада чуть более 12 лет. Поэтому работа с ним должна вестись с особой тщательностью и с соблюдением должных мер предосторожности. Поскольку тритий является столь же летучим, как и водород, он легко сможет проникнуть туда, куда не надо, к примеру, в воду системы охлаждения ускорителя. Однако, богатый опыт работы с плутонием поможет специалистам лаборатории произвести опыты с тритием на самом высоком уровне безопасности.

Первые эксперименты с тритием будут проводиться в течение всего одного дня, но этому дню будет предшествовать длительный подготовительный и тестовый период. В течение этого периода будет произведена проверка дополнительного оборудования, предназначенного для очистки камеры от трития после каждого "выстрела" ускорителя Z-machine. Такая очистка необходима в целях безопасности, во-первых, и для обеспечения точных замеров параметров произошедших реакций термоядерного синтеза, во-вторых.

И в заключении следует отметить, что не стоит сильно волноваться о том, что на ускорителе Z-machine в силу неуправляемого характера реакций термоядерного синтеза сможет произойти катастрофа. Сначала в ускоритель будет вводиться топливная смесь с малым количеством трития, которое будет немного увеличиваться с каждым последующим запуском. И, если все пойдет согласно планам, то к смести с соотношением дейтерия к тритию 50 на 50 ученые доберутся только спустя три года после начала первых экспериментов.




Ключевые слова:
Ускоритель, Z-machine, Энергия, Конденсатор, Накопление, Импульс, Плазма, Излучение, Температура, Термоядерный, Синтез, Тритий

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые, работающие на энергетическом ускорителе Z-machine, начали добиватьс ...
  • Ученые добились увеличения положительного энергетического баланса реакции т ...
  • Машины-монстры: Энергетический ускоритель Z-machine способен выработать имп ...
  • Заглянем внутрь самого большого реактора термоядерного синтеза.
  • Алмазная пуля, разогнанная до скорости 1000 км/сек, может вызвать реакцию т ...

  • Ориентируйтесь купить диплом в Самаре тут, положи в закладки, чтобы не забыть.


    15 ноября 2016 11:25
    #1 Написал: Zerger

    Публикаций: 0
    Комментариев: 776
    Жаль, но самое интересное из статьи я не узнал: "Зачем это делать?"


    --------------------
        
    15 ноября 2016 12:38
    #2 Написал: k1s3l

    Публикаций: 0
    Комментариев: 12
    Zerger, в первом абзаце, цель обеспечить реакциям термоядерного синтеза самоподдерживающийся характер для получения энергии.
        
    15 ноября 2016 13:03
    #3 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Цитата: k1s3l
    цель обеспечить


    По-моему, здесь более главная цель -
    использование трития позволит добиться 500-кратного увеличения энергетического выхода реакций термоядерного синтеза


    Ведь установка, по сути представляет собой импульсный реактор и ни о каких длительных реакциях речи не идет.


    --------------------
        
    16 ноября 2016 02:17
    #4 Написал: promitej

    Публикаций: 0
    Комментариев: 16
    FomaNeverujuwij,установка, по сути представляет собой импульсный реактор и ни о каких длительных реакциях речи не идет.

    Почему? Ничто не мешает производить термоядерный синтез долгое время, если конечно оборудование выдержит. Главное, чтоб хватило DT.
    Но одного я понять не могу, как при тепловой энергии в 150-200 эВ происходит преодоление кулоновского барьера тут даже туннелирование не поможет, вероятности уж слишком низкие. Может недостающую энергию компенсирует пусковой импульс конденсаторов, а дальше она поддерживается энергией выхода. Начальных двух мегаджоулей хватит для запуска с лихвой.


    --------------------
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.