Dabar populiaru

Naujausios

Publikuota: 2016 rugpjūčio 29d. 18:05

JAV mokslininkai žada sukurti perspektyviausią branduolinės sintezės įrenginį

Stelaratorius Wendelstein 7-X
Vikipedijos nuotr. / Stelaratorius Wendelstein 7-X

Pasaulio fizikai ilgą laiką lenktyniavo siekdami sukurti branduolinės sintezės mašiną, kuri galėtų replikuoti atomų lydymo procesą, suteikusį energiją mūsų Saulei pastaruosius 4,5 mlrd. metų. Tai leistų žmonijai gauti švarų, saugų ir iš esmės beribį energijos šaltinį.

Dabar JAV vyriausybė parėmė fizikų planus sukurti naujo tipo branduolinės reakcijos įrenginį, kuris, panašu, bus perspektyviausias ir efektyviausias iš visų egzistuojančių tokio tipo mašinų.

Branduolinių skilimo reakcijų metu energija generuojama tuomet, kai atomo branduolys dalinamas į smulkesnes daleles. Toks būdas naudojamas dabartinėse branduolinėse elektrinėse.

Nors šis procesas yra itin efektyvus – jo metu išleidžiamas energijos kiekis yra milijonus kartų efektyvesnis nei anglimi paremtų procesų, – jam reikia itin didelių sąnaudų, sukuriama ir gausybė radioaktyvių atliekų.

O branduolinės sintezės metu nesugeneruojama jokių radioaktyvių atliekų ar kenksmingų šalutinių produktų. Branduolinės sintezės įrenginiai pagamina milžinišką kiekį energijos, kai du lengvesnių atomų branduoliai susilieja į vieną sunkesnį itin aukštoje temperatūroje.

Jeigu mokslininkams pavyktų atkartoti šį procesą ir sukurti tokiu veikimo principu paremtas mašinas, žmonija galėtų patenkinti energijos poreikius visai savo egzistencijai.

Tačiau tai nėra taip paprasta – komerciškai atsiperkantį branduolinės sintezės įrenginį mėginta sukurti daugiau nei 60 metų, tačiau iki tikslo dar toli.

Esminė problema – branduolinės sintezės mašinai reikia aukštesnės temperatūros, nei branduoliniam skilimui. Kad įvyktų pastaroji reakcija, reikia vos kelių šimtų laipsnių Celsijaus, o kadangi branduolinės sintezės mašinos turi atkurti Saulėje vykstančius procesus, temperatūra turi siekti net keletą milijonų laipsnių Celsijaus.

Be to, branduolinės sintezės mašinos reakcijas pradeda iš esmės nuo nulio, tad pirmiausiai reikia pasiekti kur kas didesnę temperatūrą nei Saulės branduolyje – bent 100 mln. laipsnių Celsijaus.

Arčiausiai šio beribio energijos šaltinio atsidūrė vokiečių komanda, dirbanti su Vokietijoje esančiu stelaratoriumi „Wendelstein 7-X“, ir Kinijos Tokamako mokslininkai. Abiejų eksperimentų metu reikalingą temperatūrą tikimasi pasiekti naudojant įkaitintą plazmą.

Didžiausia mokslininkų problema yra išlaikyti sukurtą plazmos debesį. Pavyzdžiui, vokiečiams stelaratoriuje pavyko pasiekti 80 mln. laipsnių Celsijaus vandenilio plazmos temperatūrą tik ketvirtadalį sekundės.

Atsižvelgus į galutinį tikslą, tai yra menkas pasiekimas, tačiau mokslininkai tai įvertino kaip didelį žingsnį į priekį. Kiek vėliau, šių metų vasarį, kinai pranešė, kad jiems pavyko plazmą įkaitinti iki beveik 50 mln. laipsnių Celsijaus ir ją išlaikyti 102 sekundes.

Vis dėlto jokiai mašinai kol kas nepavyko įrodyti, kad ji gali nepertraukiamai gaminti energiją branduolinės sintezės reakcijos metu.

Tačiau dabar JAV fizikai iš Prinstono plazmos fizikos laboratorijos JAV Energijos departamente teigia radę efektyvesnį būdą įkaitinti plazmą.

Paprastai kalbant, branduolinės sintezės mašinos sukūrimas prilygsta žvaigždės įdėjimui į indą. JAV fizikai indą sumanė sukurti iš naujo panaudodami geresnes medžiagas ir kiek kitokią jo formą.

Tradicinės branduolinės sintezės mašinos, vadinamos tokamakais, super karštą plazmą generuoja naudodamos magnetinius laukus spurgos formos įrenginyje, o JAV mokslininkai nori sukurti kompaktiškesnius sferinius tokamakus, kurie atrodytų tarsi tuščiaviduris obuolys.

Wikimedia commons nuotr./Tradicinis spurgos formos tokamakas
Wikimedia commons nuotr./Tradicinis spurgos formos tokamakas

Mokslininkai mano, kad sferinis dizainas galėtų leisti sumažinti tradiciniuose tokamakuose esančią skylę ir leisti kontroliuoti plazmą kur kas mažesnio lygio energijos magnetiniais laukais. O mažesnė skylė taip pat leistų gaminti tritį – retą vandenilio izotopą, kuris gali susijungti su kitu vandenilio izotopu deuteriu, ir įžiebti branduolinės sintezės reakcijas.

Naujoje koncepcijoje kalbama ir apie galimybę pakeisti įprastinius vario magnetus aukštos temperatūros superlaidžiai magnetais, kurie būtų efektyvesni, nes elektra per juos galėtų tekėti be jokios varžos.

Mokslininkų tyrimas publikuotas Nuclear Fusion“.

Pažymėkite klaidą tekste pele, paspaudę kairįjį pelės klavišą
Pranešti klaidą

Pranešti klaidą

Sėkmingai išsiųsta

Dėkojame už praneštą klaidą

Naujienos

Aktualu

Saugumas futbolo čempionate gali baigtis dar didesniais rusų laisvių suvaržymais

Maistas

Paskelbtas 2018 m. geriausių pasaulio restoranų 50-ukas: vėl triumfavo italas Massimo Bottura

Interviu 24sek

Jonas Valančiūnas – apie Šarą NBA, pagautą ryklį ir kodėl sveikino „Žalgirį“

Sportas

Įspūdinga Rusijos pergalė – nukovė Egiptą ir yra arti aštuntfinalio

Vardai

Po piršlybų ant žirgo, gydytojai Darius Rauba ir Donata Šukytė į vestuvių puotą vyko troleibusu

Įspūdinga LKL žiedų valdovo kelionė: Paulius Jankūnas dabar ir prieš 14 metų

Gyvenimas

Sunkią ligą galima užuosti: simptomas – blogas burnos kvapas

24sek

Eurolygos čempionų triumfas Ispanijoje – gera žinia L.Dončičiui

Kultūra

Kaunas siekia atsirasti Pasaulio kultūros ir gamtos paveldo žemėlapyje

Aktualu

Kas sieja škotus su Lietuva?

Gyvenimas

Klimatologas: ar po 20 metų vis dar turėsime pajūrį ir ko tikėtis iš šios vasaros

Pasaulis kišenėje

Metų keliautojos titulą atnešusi Ievos istorija: kemperis, 9 mėnesiai ir keturi JAV kampai

Kultūra

Knygos recenzija. Dainiaus Žičkaus „Stabmeldžio memuarai“, arba Ekspedicija į pragarą

Gazas

Lietuvių viltys dalyvauti 2019 m. Dakaro ralyje gali žlugti: Peru nori trauktis

Vardai

Tautvydas Sabonis su žmona Paulina Olivia pirmąsias vedybų metines švenčia Madeiroje

Aktualu

Kalinys suabejojo teisingumo ministru: „Spragos ryšio blokavime paliekamos specialiai“

Vardai

Anžela ir Žygimantas Gečai kūdikio laukimą įamžino prie jūros: „Nekantraujame jį apkabinti“

Verslas

Svarstymai Seime: jei sprogtų Astravo atominė elektrinė, medikai pabėgtų

Gazas

„Hyundai“ pristatė ketvirtos kartos „Santa Fe“: turės mažiausiai dvi nematytas saugumo sistemas

Aktualu

Stichinė sausra neaplenkė Lietuvos 100-mečio parko Alytuje

Naujienos

Aktualu

Saugumas futbolo čempionate gali baigtis dar didesniais rusų laisvių suvaržymais

Maistas

Paskelbtas 2018 m. geriausių pasaulio restoranų 50-ukas: vėl triumfavo italas Massimo Bottura

Interviu 24sek

Jonas Valančiūnas – apie Šarą NBA, pagautą ryklį ir kodėl sveikino „Žalgirį“

Sportas

Įspūdinga Rusijos pergalė – nukovė Egiptą ir yra arti aštuntfinalio

Vardai

Po piršlybų ant žirgo, gydytojai Darius Rauba ir Donata Šukytė į vestuvių puotą vyko troleibusu

Įspūdinga LKL žiedų valdovo kelionė: Paulius Jankūnas dabar ir prieš 14 metų

Gyvenimas

Sunkią ligą galima užuosti: simptomas – blogas burnos kvapas

24sek

Eurolygos čempionų triumfas Ispanijoje – gera žinia L.Dončičiui

Kultūra

Kaunas siekia atsirasti Pasaulio kultūros ir gamtos paveldo žemėlapyje

Aktualu

Kas sieja škotus su Lietuva?

Gyvenimas

Klimatologas: ar po 20 metų vis dar turėsime pajūrį ir ko tikėtis iš šios vasaros

Pasaulis kišenėje

Metų keliautojos titulą atnešusi Ievos istorija: kemperis, 9 mėnesiai ir keturi JAV kampai

Kultūra

Knygos recenzija. Dainiaus Žičkaus „Stabmeldžio memuarai“, arba Ekspedicija į pragarą

Gazas

Lietuvių viltys dalyvauti 2019 m. Dakaro ralyje gali žlugti: Peru nori trauktis

Vardai

Tautvydas Sabonis su žmona Paulina Olivia pirmąsias vedybų metines švenčia Madeiroje

Aktualu

Kalinys suabejojo teisingumo ministru: „Spragos ryšio blokavime paliekamos specialiai“

Vardai

Anžela ir Žygimantas Gečai kūdikio laukimą įamžino prie jūros: „Nekantraujame jį apkabinti“

Verslas

Svarstymai Seime: jei sprogtų Astravo atominė elektrinė, medikai pabėgtų

Gazas

„Hyundai“ pristatė ketvirtos kartos „Santa Fe“: turės mažiausiai dvi nematytas saugumo sistemas

Aktualu

Stichinė sausra neaplenkė Lietuvos 100-mečio parko Alytuje

Vardai

Idėjos savaitgaliui

Dienos šviesa

Video

Maudymosi kostiumėlių tendencijos

Pinigai mano ateičiai

30 geriausių restoranų

Remontas be nervų

Sveikata

Grožis vasarą

Parašykite atsiliepimą apie Mokslas.IT