Как частные стартапы приручают термоядерную энергию

Как небольшие частные компании участвуют в термоядерной гонке, и имеют ли они шансы обойти гигантов ITER и NIF.
Как частные стартапы приручают термоядерную энергию

Недавно одна из очень скрытных компаний, Tri Alpha Energy, заявила о создании устройства, способного генерировать устойчивое облако плазмы с температурой около 10 миллионов градусов. Такая температура необходима для протекания термоядерной реакции, но, к сожалению, пока недостаточна. Узнав об этом, мы решили выяснить, какие еще небольшие частные компании участвуют в термоядерной гонке, и имеют ли они шансы обойти гигантов ITER и NIF.

Для начала надо разобраться с тем, что же такое «управляемый термоядерный синтез». Как и любой синтез, этот процесс предполагает смешивание двух или более компонент для получения третьей. Например, в химии, чтобы получить воду нужно смешать кислород и водород, при этом выделяется очень много энергии — при довольно широком спектре условий этот процесс может закончиться взрывом. Но если управлять процессом горения водорода, то можно добиться устойчивого факела, непрерывно отдающего тепло.

Так и здесь, в термоядерном синтезе, происходит слияние атомных ядер. Для того, чтобы этот процесс произошел, нужно добиться нескольких важных условий. Первое — очистить атом от «кожуры», электронов и второе — добиться температур и плотности, при которых ядра могут сталкиваться между собой, не взирая на электростатическое отталкивание. При достижении этих требований может произойти запуск процесса слияния ядер, который как и реакция водорода с кислородом будет производить энергию — только в гораздо больших количествах.

Попробуем оценить температуры, при которых может происходить ядерный синтез. Рассмотрим простую систему, пусть сталкиваются ядра дейтерия и трития (изотопы водорода, у первого в ядре один протон и один нейтрон, у второго один протон и два нейтрона). Каждое из них несет положительный заряд, величиной в один заряд протона. Для того, чтобы слияние ядер произошло, необходимо сблизить их на расстояние порядка размеров ядра — в такой ситуации электростатическое отталкивание (одинаковые заряды отталкиваются) между ними окажется слабее, чем сильное взаимодействие, стремящееся к слиянию ядер.

Комментарии
Комментарии