Май - Xakep Online

implant
Германский токамак-монстр
Z-машина дает магнитные поля огромных величин — то
что надо для термояда
схЕма токамака
Токамак — это один из вариантов устройства,
способного формировать горячую плазму длительное
время. В разогретой плазме начинается
термоядерная реакция синтеза ядер гелия
из исходного сырья — изотопов водорода (дейтерия
и трития). И при этом в реакторе должно
вырабатываться гораздо больше энергии, чем
было затрачено на разогрев плазмы.
Токамак представляет собой, по сути, полый
«бублик», на который намотан проводник,
образующий магнитное поле. Основное магнитное
поле в камере-ловушке, содержащей
горячую плазму, создается тороидальными
магнитными катушками. Существенную роль
в удержании плазмы играет плазменный ток,
который протекает вдоль кругового плазменного
шнура и создает магнитное поле специальной
конфигурации. Впервые схема магнитного
термоядерного реактора была предложена в
1950 году Андреем Дмитриевичем Сахаровым и
Игорем Евгеньевичем Таммом.
теплоносителя, с помощью которого производится
отвод тепла из активной зоны реактора.
Наибольшее распространение в настоящее
время имеют: водо-водяные реакторы, в которых
обычная вода служит и замедлителем нейтронов,
и теплоносителем; уран-графитовые реакторы
(замедлитель — графит, теплоноситель
— обычная вода); газо-графитовые реакторы
(замедлитель — графит, теплоноситель — газ,
часто углекислота); тяжеловодные реакторы
(замедлитель — тяжелая вода, теплоноситель
— либо тяжелая, либо обычная вода).
Сегодня будущее ядерной энергетики видят
за третьим типом реакторов — за реакторами
на быстрых нейтронах. Их называют еще реакторами-размножителями.
Обычные реакторы
используют замедленные нейтроны, которые
вызывают цепную реакцию в довольно редком
изотопе — уране-235, которого в природном
уране всего около одного процента. Именно
поэтому приходится строить огромные заводы,
на которых буквально просеивают атомы урана,
выбирая из них атомы лишь одного сорта — урана-235.
Остальной уран в обычных реакторах
использоваться не может. Возникает вопрос:
а хватит ли этого редкого изотопа урана на
сколько-нибудь продолжительное время или же
человечество столкнется с проблемой нехватки
энергетических ресурсов?
Но здесь начинается совсем другая история,
имеющая истоки в 40-50-х годах прошлого века
и развивающаяся до наших дней.
термояд: откуда он вылез
Насколько ты знаешь, бомбы бывают ядерные
и термоядерные. Так вот вторые гораздо более
опасны, поскольку при взрыве выделяют
намного больше энергии.
1 ноября 1952 года был произведен взрыв специального
устройства типа водородной бомбы
под кодовым названием «Майк», представлявшего
собой более чем 50-тонный куб высотой с
двухэтажный дом и длиной ребра
7,5 м. Мощность взрыва, в результате которого
был уничтожен остров на атолле Эниветок в
Тихом океане, в 1000 раз больше, чем у атомной
бомбы, сброшенной на Хиросиму.
Такое огромное количество энергии выделяется
не от распада ядер, а, как ни удивительно, от их
слияния и создания более «массивного» атома.
Вообще, самая распространенная во Вселенной
реакция — это реакция термоядерного синтеза
ядер гелия из ядер водорода. Она непрерывно
протекает в недрах практически всех видимых
звезд. В чистом виде она выглядит так: 4 ядра
водорода (протона) образуют атом гелия (2 протона
плюс 2 нейтрона) с выделением ряда других
частиц. Как и в случае реакции распада атомного
ядра, совокупная масса образовавшихся
частиц оказывается меньше массы исходного
продукта (водорода). Выделяющаяся в результате
этого кинетическая энергия частиц-продуктов
реакции и «разогревает» звезды.
Запасы дейтерия в Мировом океане практически
неограничены, и он может стать буквально
неисчерпаемым источником энергии для человечества
на многие века, но лишь при условии,
что удастся заставить ядра дейтерия вступить
между собой в реакцию синтеза.
Однако для того чтобы произошла реакция синтеза,
ядра должны преодолеть силу электростатического
отталкивания, а для этого они должны
иметь большую кинетическую энергию. Следовательно,
чем быстрее ты их столкнешь, тем
вероятнее, что они встретятся и сольются. Разогнать
что-либо в мире частиц просто — нужно
это нагреть. Однако температура, требуемая для
слияния ядер, непомерно огромна. Например,
для реакции «дейтерий-тритий» потенциальный
барьер (энергия, необходимая для преодоления
электростатической силы отталкивания) равен
0,1 мегаэлектронвольт (МэВ), что примерно
соответствует температуре 100000000 градусов
Цельсия. Сказать, что эта температура большая
— значит не сказать ничего.
Но для запуска термоядерной реакции мало
просто нагреть необходимые компоненты, еще
необходимо удержать их вместе, не дав разлететься
из-за огромного давления и скорости
/ 048
xàêåð 05 /101/ 07