Отслеживание прогресса термоядерной энергетики на протяжении 60 лет анализа нейтральных частиц

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 6 января 2023 г., 11:31:21 MSK
  • 0 комментариев
  • 36 просмотров
В обзорном документе рассматривается 6-десятилетняя история анализа нейтральных частиц (NPA), жизненно важного диагностического инструмента, используемого в устройствах магнитного удержания плазмы, таких как токамаки, которые будут использоваться в процессе ядерного синтеза и генерировать чистую энергию будущего.

По мере роста мировых потребностей в энергии растет и озабоченность по поводу воздействия производства электроэнергии на окружающую среду. Потребность в безопасном, чистом и надежном источнике энергии никогда не была столь очевидной. Термоядерная энергия могла бы удовлетворить такую потребность. Обзорный документ, опубликованный в EPJ H рассматривается 6-десятилетняя история анализа нейтральных частиц (NPA), разработанного в Институте Иоффе, Санкт-Петербург, Россия, жизненно важного диагностического инструмента, используемого в устройствах магнитного удержания плазмы, таких как токамаки, которые будут использоваться для процесса ядерного синтеза и генерирования чистой энергии будущего.

Как объясняет автор-корреспондент обзора доктор Павел Гончаров, заведующий лабораторией перспективных исследований плазмы Санкт-Петербургского политехнического университета, Россия, термоядерная энергия требует доведения процессов, происходящих в ядрах звезд, до земли. "Плазма является доминирующим состоянием видимой материи в современной Вселенной, а ядерный синтез питает звезды", - говорит физик. "Способность сжигать дейтерий, образовавшийся в начале Вселенной, и генерировать энергию представляет собой новую высоту для человечества".

Ключом к этому является создание и сдерживание плазмы мощными магнитными полями. Но понимание процессов слияния с плазмой и того, как это лучше всего использовать, также требует мощных диагностических методов, и NPA является таким методом.

Концепция NPA берет свое начало в работе 1951 года Андрея Д. Сахарова, лауреата Нобелевской премии мира, который понял, что в плазме быстро движущиеся ионы водорода будут сталкиваться с медленно движущимися нейтральными атомами водорода, передавая свой заряд. Таким образом, измерение потока этих быстрых нейтральных атомов, когда они выбрасываются из плазмы, является хорошим способом диагностики ее ионного распределения.

Рождение и история NPA не только тесно связаны с историей физики управляемого термоядерного синтеза, но и сыграют ключевую роль в его будущем. Этот метод станет одним из ключевых диагностических методов, используемых ИТЭР? -- ?в настоящее время это крупнейший в мире термоядерный эксперимент, который надеется преодолеть разрыв между экспериментами меньшего масштаба и функционирующей термоядерной электростанцией.

"Три фактора сыграли свою роль в нашем интересе к науке о термоядерном синтезе", - отмечают авторы. "Во-первых, это включает в себя множество отраслей фундаментальной науки. Во-вторых, эта область имеет большое практическое значение. В-третьих, новый чистый и обильный источник энергии является основой для лучшего будущего человечества. Это впечатляющее сочетание".

Комментарии

0 комментариев