новости космоса
1715 20
14 сентября 2021 19:27:51

Исследователи создали самый мощный на Земле магнит в 20 Тесла

5 сентября 2021 года команда исследователей Массачусетского технологического института успешно протестировала высокотемпературный сверхпроводящий магнит, побив мировой рекорд по самой мощной напряженности магнитного поля, когда-либо созданной. Достигнув 20 Тесла (мера напряженности поля), этот магнит может оказаться ключом к разблокированию ядерного синтеза и обеспечению мира чистой, не содержащей углерода энергией.

Ядерный синтез уже несколько десятилетий является святым граалем чистой энергии, но его трудно расколоть. Современные атомные электростанции используют деление - расщепление атомов для производства электроэнергии. Это эффективно, но может быть опасно и оставляет после себя ядерные отходы длительного хранения, которые трудно и дорого хранить в безопасном месте. Ядерный синтез, с другой стороны, основан на объединении двух атомов вместе, чтобы создать больший. Именно такая реакция происходит на Солнце и звездах. При искусственном воспроизведении на Земле он гораздо менее подвержен катастрофическим взрывам, чем деление, и производит гораздо меньше радиоактивных отходов. Если коммерчески жизнеспособный термоядерный реактор удастся воплотить в жизнь, он может быстро стать источником энергии будущего.

Вот тут-то и появляется новый мощный магнит Массачусетского технологического института. Ядерный синтез происходит только при очень высоких температурах - плазма должна достигать температур, которые расплавили бы или разрушили любой материал, из которого люди могли бы построить реактор. Решение, предложенное еще в 1950-х годах, состоит в том, чтобы сдерживать плазму, не позволяя ей ни к чему прикасаться. Сильное магнитное поле может сделать именно это, создав искусственную "бутылку", в которой может произойти ядерный синтез.

Наиболее распространенной формой одной из этих магнитных бутылок является предмет, похожий на пончик, известный как токамак. Ученые Массачусетского технологического института надеются разместить свои новые мощные магниты в реакторе токамака и, сделав это, к 2025 году произвести чистый ядерный синтез (синтез, который производит больше энергии, чем использует).

Настоящая новаторская работа здесь - это не само слияние. Реакции искусственного синтеза производились и раньше. Проблема в том, что до сих пор для их запуска всегда требуется больше энергии, чем они производят (поддержание этих магнитных полей на уровне, достаточном для удержания плазмы, требует много энергии). Работая над улучшением магнитов, команда MIT надеется стать первой, кто, наконец, создаст реактор, который производит больше энергии, чем использует.

В предыдущих попытках создать реактор для синтеза использовались обычные медные электромагниты, а в последнее время - низкотемпературные сверхпроводники. Команда MIT и их коммерческий партнер, стартап под названием Commonwealth Fusion Systems (CFS), превзошли своих конкурентов, применив к магнитам новый сверхпроводящий материал: высокотемпературный сверхпроводник. Этот материал наносится в виде ленточной полосы, и это позволяет им создавать гораздо более сильное магнитное поле на гораздо меньшем пространстве. Для низкотемпературного сверхпроводника потребовался бы объем в 40 раз больше, чтобы достичь такой же напряженности поля.

Мартин Гринвальд, заместитель директора и старший научный сотрудник Центра исследований плазмы и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института, объяснил: «Ниша, которую мы заполняли, состояла в том, чтобы использовать обычную физику плазмы, обычные конструкции и технологии токамака, но привнести в нее эту новую магнитную технологию. Итак, нам не требовались инновации в полудюжине различных областей. Мы просто внедряли инновации связанные магнитом, а затем применили базу знаний, накопленную за последние десятилетия».

Благодаря успешному тестированию магнита на прошлой неделе эта стратегия, похоже, приносит свои плоды. В прошлом году в серии научных работ использовалось моделирование, чтобы предсказать, что если бы магнит работал правильно, то термоядерный реактор действительно должен был вырабатывать положительную термоядерную мощность. Теперь, когда успешное испытание магнита завершено, все, что осталось, - это изготовить всю систему (известную как SPARC), что должно занять около трех лет.

Если они добьются успеха, это может изменить мир. Как объясняет Мария Зубер, вице-президент Массачусетского технологического института по исследованиям, «Термоядерный синтез во многих отношениях является идеальным источником чистой энергии… Количество доступной энергии действительно меняет правила игры». Их конечная цель - обезуглероживание энергосистемы, замедление изменения климата и сокращение выбросов парниковых газов. Если им это удастся, то оно того стоило. «На данный момент никто из нас не пытается выиграть трофеи». Зубер сказала: «Мы пытаемся сохранить планету пригодной для жизни». Их рекордное магнитное поле в 20 Тесла может стать ключом к открытию ядерного синтеза и переломить ход борьбы с изменением климата.

MIT News
(Добавил: LifeMars)

комментарии
1
robert98 · 14-09-2021

Пора создавать искусственное магнитное поле Марса

2
Teddy44 · 14-09-2021

Грааль, оказывается нужно раскалывать, а не пить из него.
Токамаки уже давно не "пончики", а, скорее, трубки. Тор сильно сжат в радиальном направлении.
"команда MIT надеется стать первой, кто, наконец, создаст реактор, который производит больше энергии, чем использует."
Уже в 2007 году на реакторе EAST в Китае реализован термоядерный реактор с выходом энергии, превышающем её ввод.
И, конечно, псевдоэкологическое промывание мозгов.
*
А так да, новость очень интересная. Термоядерная энергия - это единственный выход для энергетики и как источник энергии для полетов на значительные расстояния.

3
Teddy44 · 14-09-2021

Сейчас вопрос в создании экономически целесообразного токамака. То есть добиться экономического кпд больше единицы. Чтобы вложенные деньги были меньше полученных.
Возможно, надо поместить токамак в космосе, чтобы избавиться от стенок камеры, которые представляют основную проблему токамаков. Для этого как раз может пригодиться китайский МКС (МногоКилометровая Станция).

4
ostman17 · 14-09-2021

Любое повреждение, или поломка магнита и токамак пойдёт в разнос. Опасное устройство.

5
MP176 · 14-09-2021

Если бы кто-то вводил меньше энергии чем выводил, например китайцы, такой грааль никто не остановил бы. Дешевая энергия всегда хорошо.
Что касается поломки магнита, то да, плазма полетит наружу.

6
Teddy44 · 14-09-2021

В токамаке нет цепной реакции, как в урановом реакторе. Просто погаснет плазма и все.

7
Teddy44 · 14-09-2021

Энергии на EAST получили больше, чем потратили, но по суперконской цене. Вопрос в экономическом аспекте. Институт быстро бы остался без штанов, если бы реакцию не остановили.
А с технической стороны проблема во времени удержания. Излучение на стенки убегает, разогревает их, вызывая испарение материала стенок. В результате газовая среда загрязняется - реакция прекращается, ввиду испортившихся параметров плазмы.

8
Teddy44 · 14-09-2021

Только разогрев (запуск реактора) стоит 15 000 долларов за раз. Нажал кнопку "Пуск" и 15 тыщ убитых енотов вылетело в трубу.

9
Nablydatel104 · 15-09-2021

"Уже в 2007 году на реакторе EAST в Китае реализован термоядерный реактор с выходом энергии, превышающем её ввод"
Teddy, спасибо вам за столь ценную информацию.
Так вот почему в Китае электроэнергия самая дешевая.
Вон оно чё...

10
Nablydatel104 · 15-09-2021

А то что энергию на "стенки" потратили, не считается? Разные там издержки...
Правильно. По нашему:)

11
Teddy44 · 15-09-2021

Реакция шла 2 минуты. Думаю на энергетику Китая это не повлияло.

12
viktorchibis51 · 15-09-2021

В какой-то степени ребята с огнем играют. Выплёскивание плазмы – это не самое опасное. Плазменный жгут в токамаке – это квазисимпл. Плазма в нем – это «мусор» (с одной стороны), и поставщик настоящих симплов (с другой стороны). Главное – это тороидально связанные магнитные и электрические поля. И вот, если в результате воздействия этих полей на частицы плазмы (главным образом протоны) удастся их сжать НЕСКОЛЬКО СИЛЬНЕЕ величины, необходимой для начала термоядерного синтеза, то начнут лопаться не только мю-симплы, но и тау-симплы. И под действием упомянутых полей возникнут условия их объединения в супербублик с не ядерной, а симпльной плотностью материи. А это … – сами понимаете, что такое.
Это конечно «страшилка», но если в космосе найдутся ЧД планетной массы, то вы теперь знаете, как они образовались.

13
3727 · 15-09-2021

К 12. viktorstraus. Отличный сюжет. Новый холливудский блокбастер! / Это вряд ли. Вещество Чёрных Дыр, Нейтронных звёзд, Белых карликов, металлический водород на Юпитере (че там ещё?) все это может существовать только при огромном давлении. А большинство Чёрных дыр - это те же Нейтронные звёзды, только чуть тяжелее.

14
Leonid3149 · 15-09-2021

".. избавиться от стенок камеры .."
Teddy, а как же энергию отбирать без стенок, да и зажечь дугу затруднительно :-))

15
3727 · 15-09-2021

Когда говорят о термоядерном синтезе часто кивают на звёзды, которые прекрасно светят миллиарды лет. Прикол в том, что если мощность звёзды разделить на ее массу, то получится фига. // И термоядерный реактор - там мало получить положительный КПД. Надо чтобы он ещё и чтобы он долго и стабильно работал. И очень может быть, что эти хреновины в итоге (и в лучшем случае) встанут в ряд с ветряными мельницами, солнечными батареями и масленичными растениями. Они работают, но там энергия очень дорогая.

16
Kot107 · 15-09-2021

Боюсь стоимость такой электроэнергии ничуть не снизится по сравнению с сегодняшней ценой, так как при сравнительно меньших затратах на топливо, придется все равно переплачивать за амортизацию (постройку) такого дорогостоящего реактора. А если еще и учесть что такой тор будет на орбите земли, то плюс стоимость доставки енергии на поверхность

17
itatel77 · 15-09-2021

Пока все эти токамаки напоминают проект звездных войн Рэйгана

18
ostman17 · 15-09-2021

В России уже создана более продвинутая установка, чем токамак. Пока лабораторная. Русская мысль работает не хуже, чем американская. Только в новостях расхваливают всё американское.
Учёным сейчас платят не за научные достижения, а за количество публикаций. Чем больше у тебя научных статей, тем ты более продвинутый учёный. Видимо поэтому новости Астрономии завалены всякими небылицами и псевдонаучными открытиями.

19
Teddy44 · 15-09-2021

Ветряные и солнечные принципиально работают с рассеянным и ограниченным по мощности источником энергии. У термояда этого нет.
Стоимость реактора - дело технологии. Так что лет через 20-30 всё заработает.
Здесь китайцы впереди планеты всей. За ними рекорды по времени удержания и температуре плазмы. Это от того, что за дело планомерно взялось государство. Частникам не под силу инвестиции в фундаментальные исследования.

20
Teddy44 · 15-09-2021

Leonid3, избавится от стенок, но не от всех. Центральный стержень можно оставить. Энергию снимать по принципу МГД генератора.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2021. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!