Почему до сих пор нет термояда?
Очередное сообщение: "Физики в Китае на термоядерном реакторе EAST получили рекордную для аналогичных установок температуру в 49,99 миллиона градусов по Цельсию (какая суперточность!!!). Разогретое до рекордных для токамаков температур вещество удалось удержать в равновесном состоянии в течение 102 секунд. Китайские физики отмечают, что на реакторах в Европе и Японии физики получали такие же высокие температуры, но не решались их поддерживать дольше минуты из-за опасений расплавления установки."
Спрашивается - почему до сих пор никому не удалось получить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию и положительный выход энергии из токамака? Об этом ни в первоисточниках, ни в сообщениях СМИ ничего не говорится. Не говорится потому, что самим экспериментаторам давно все понятно, а широкой публике серьезные проблемы показывать не положено.
Восполню эту недоработку СМИ и дам краткий ответ на эту загадку под катом.
Температура - это мера кинетической энергии частиц. Она должна быть высокой для того, чтобы заряженные частицы могли преодолеть потенциальную энергию взаимного электростатического отталкивания и войти в зону взаимного притяжения силами ядерного (сильного) взаимодействия. Но только высокой температуры плазмы и достаточно длительного ее удержания недостаточно для поддержания термоядерной реакции. Нужна еще и достаточно высокая плотность этой плазмы. Ибо очевидно, что в очень разреженной плазме составляющие ее частицы (дейтерий, тритий) будут чрезвычайно редко сталкиваться и сливаться в ядра гелия.
Общие условия поджига самоподдерживающейся термоядерной реакции сформулировал Лоусон (1957). Но поскольку его формулы ненаглядны, посмотрим на его выводы в графической форме на плоскости параметров Т (температуры) по горизонтали и произведения числа частиц в кубическом сантиметре на время удержания плазмы в секундах по вертикали.
На этом рисунке выше сплошных кривых - зона параметров самоподдерживающейся реакции D + T => He + n, а выше пунктирных кривых - зона параметров самоподдерживающейся реакции D + D => He. На графике приведены по две кривые каждого типа для КПД = 1/3 и КПД = 1/10 (КПД надо понимать в обычном смысле).
Таким образом, когда китайцы и другие экспериментаторы говорят о том, что они достигли нужной для термояда температуры плазмы и довольно долго ее поддерживали, то они говорят не все. Они умалчивают о том, что плотность их плазмы была явно недостаточной для поджига самоподдерживающейся термоядерной реакции.
Когда же нам ждать реального термояда? Думаю, что не раньше, чем через 5-10 лет после запуска в эксплуатацию токамака ITER, строящегося международным консорциумом на юге Франции.
Спрашивается - почему до сих пор никому не удалось получить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию и положительный выход энергии из токамака? Об этом ни в первоисточниках, ни в сообщениях СМИ ничего не говорится. Не говорится потому, что самим экспериментаторам давно все понятно, а широкой публике серьезные проблемы показывать не положено.
Восполню эту недоработку СМИ и дам краткий ответ на эту загадку под катом.
Температура - это мера кинетической энергии частиц. Она должна быть высокой для того, чтобы заряженные частицы могли преодолеть потенциальную энергию взаимного электростатического отталкивания и войти в зону взаимного притяжения силами ядерного (сильного) взаимодействия. Но только высокой температуры плазмы и достаточно длительного ее удержания недостаточно для поддержания термоядерной реакции. Нужна еще и достаточно высокая плотность этой плазмы. Ибо очевидно, что в очень разреженной плазме составляющие ее частицы (дейтерий, тритий) будут чрезвычайно редко сталкиваться и сливаться в ядра гелия.
Общие условия поджига самоподдерживающейся термоядерной реакции сформулировал Лоусон (1957). Но поскольку его формулы ненаглядны, посмотрим на его выводы в графической форме на плоскости параметров Т (температуры) по горизонтали и произведения числа частиц в кубическом сантиметре на время удержания плазмы в секундах по вертикали.
На этом рисунке выше сплошных кривых - зона параметров самоподдерживающейся реакции D + T => He + n, а выше пунктирных кривых - зона параметров самоподдерживающейся реакции D + D => He. На графике приведены по две кривые каждого типа для КПД = 1/3 и КПД = 1/10 (КПД надо понимать в обычном смысле).
Таким образом, когда китайцы и другие экспериментаторы говорят о том, что они достигли нужной для термояда температуры плазмы и довольно долго ее поддерживали, то они говорят не все. Они умалчивают о том, что плотность их плазмы была явно недостаточной для поджига самоподдерживающейся термоядерной реакции.
Когда же нам ждать реального термояда? Думаю, что не раньше, чем через 5-10 лет после запуска в эксплуатацию токамака ITER, строящегося международным консорциумом на юге Франции.