Поскольку я когда-то заделался добровольным пропагандистом MagLIF (Magnetized Liner Inertial Fusion, см. мой давний подробный пост), не могу пройти мимо отчета команды экспериментаторов об очередном достижении. Популярное изложение см. тут (англ.), или в блоге Артёма Коржиманова. Я хочу добавить и выделить некоторые моменты:
1) Дополнительное продольное магнитное поле, в честь которого был назван метод, должно делать две вещи: подавлять электронную электропроводность плазмы и мешать образовавшимся в ходе реакции быстрым ядрам мгновенно покидать зону реакции, таким образом обеспечивая дополнительный подогрев. В новых работах эксперименторы проверили эффективность обоих эффектов. Простое включение продольного магнитного поля обеспечило повышение температуры в центре слопнувшегося лайнера в три раза - с 10 млн. градусов до 30 млн, и увеличило в сто раз число произошедших реакций. То что заряженные продукты реакции удерживаются в зоне реакции - было проверено по наличию высокоэнергичных нейтронов, возникающих, когда образовавшийся в ходе реакции D+D->T+n (эксперимент ставился с чистым дейтерием) тритий реагирует с дейтерием D+T->He4+n. В полноценном опыте должна использоваться дейтерий-тритиевая смесь, и вместо вторичных ядер трития будут альфа-частицы.
2) Предварительный лазерный подогрев нужен для того, чтобы дейтерий превратился в плазму, и продольное магнитное поле успело за него "зацепиться". Авторы надеются, что, оптимизировав вход лазерного луча, они повысят число реакций еще на порядок.
3) Пока что выделившаяся энергия не дотягивает до scientific breakeven на четыре порядка. Но простая замена дейтерия на дейтерий-тритиевую смесь должна увеличить число реакций на пару порядков, что вкупе с оптимизацией подогрева может увеличить выделившуюся энергию до уровня, когда станет заметным подогрев зоны реакции за счет альфа-частиц, а это еще более увеличит выделение энергии, и возможно дотянет до scientific breakeven уже на текущей установке. Причем замечу, что scientific breakeven здесь и широко разрекламированный недавний scientific breakeven на NIF - совершенно разные вещи. На NIF в качестве затраченной энергии учитывалось только 7 килоджоулей ренгеновского излучение, которые поглощались оболочкой мишени, но на генерацию этого ренгеновского излучения затрачивалось 2 МДж лазерного излучения, на генерацию которого тратилось 400 МДж электрической энергии. Я не знаю, каков КПД Z-машины, но подозреваю, что он существенно больше 0.002%...
Ну и пара несколько офтопичных, но поучительных исторических замечаний:
Еще в 70х годах было вычислено, что для лазерного инерциального термояда с положительным выходом энергии нужно минимум 5 кДж энергии для сжатия мишени. Как видим, это число не сильно отличается от того, при котором добились положительного выхода на NIF. Но вот обеспечить сжатие с помощью лазерного излучения напрямую так никому и не удалось из-за возникающих неустойчивостей в мишени, приходится использовать вторичное рентгеновское излучение из hohlraumа, которое неустойчивостей не вызывает благодаря его изотропности. Мораль: ученые обычно дают неплохие предварительные оценки, но могут не учитывать некоторых непредвиденных обстоятельств.
Еще более давно было вычислено, какой минимальный объем плазмы необходим для положительного выхода энергии в токомаке. И, что замечательно, этот объем совпадает с объемом строящегося токамака ITER. Построить его можно было давно. Но когда отвественные люди узнавали, сколько это будет стоить, они отвечали: "А может, потренируетесь на кошках?". Мораль: ехидные вопросы физикам насчет того, где 50 лет назад обещанный термояд - адресуйте экономистам, хе хе.
Комментарии (0)