Về dự án đỉnh cao siêu công nghệ nhiệt hạch quốc tế ITER , đã nói ở topic trước và topic này, về vai trò sáng tạo công nghệ Tokamak của 2 nhà vật lý Nga, về vai trò cung cấp các linh kiện siêu dẫn phức tạp của Nga đối với dự án ITER.
Nhưng ở Nga cũng có cái lò Tokamak riêng để Nga tự mình nghiên cứu riêng, đó là lò T-15MD đang hoàn thành ở gian đoạn cuối (final phase).
Các lò nhiệt hạch thế giới hầu hết đều đi theo mô hình công nghệ Tokamak của Nga. Nhưng vẫn còn một cơ sở nghiên cứu ở Nga (và có thể cả Mỹ) đi theo hướng khác, đó là
electromagnetic traps (bẫy điện từ) được tạo theo kiểu mở Spiral magnetic open trap-SMOLA (Bẫy mở từ trường xoắn ốc), khác với hướng đóng của Tokamak.
Như vậy ở Nga, hiện nay đang đi theo 2 hướng cùng 1 lúc, T-15MD (cũng như ITER) đều đi theo hướng Tokamak, và lò nhiệt hạch theo hướng bẫy mở từ trường xoắn ốc.
Cách Nga tạo ra những thiết bị phức tạp nhất trong lịch sử loài người
Khi ai đó muốn nói về những công nghệ cao mà Nga sở hữu, họ thường trích dẫn ví dụ về công nghệ hạt nhân hòa bình và tập đoàn Rosatom.
Hầu hết họ thường nói về việc xây dựng các nhà máy điện hạt nhân trên khắp thế giới, đôi khi họ trích dẫn ví dụ về sản xuất nhiên liệu hạt nhân - tất nhiên, cũng đề cập đến các công nghệ cao. Đôi khi họ đề cập đến chủ đề về các lò phản ứng neutron nhanh (fast neutron reactors) độc đáo của Nga đang hoạt động tại NPP Beloyarsk - không có điều đó ở bất kỳ nơi nào khác trên thế giới.
Nhưng trên thực tế, chủ đề về nguyên tử rộng hơn nhiều và không chỉ giới hạn ở các lò phản ứng nhiệt và phản ứng nhanh, cũng như nhiên liệu cho chúng. Lĩnh vực của công nghệ hạt nhân không chỉ là năng lượng, nó còn là một mớ hỗn độn của công nghệ và khoa học, trong đó không phải lúc nào lý thuyết cũng kết thúc và ứng dụng thực tế của nó ở đâu.
Đây là nơi mà quá khứ, hiện tại, tương lai, " nếu " và " có thể " hòa quyện vào nhau
Ví dụ, lấy nhiệt hạch (TC - thermonuclear fusion). Nó là gì? Khoa học? Tất nhiên, khoa học, và trình độ
Megascience! Nga là nước tham gia chính trong dự án ITER quốc tế nhằm tạo ra nguyên mẫu lò phản ứng nhiệt hạch công nghiệp. Nhưng trên lãnh thổ của Nga, họ vẫn tiếp tục tích cực nghiên cứu các phương tiện mới. Ví dụ, vấn đề này được xử lý tại Viện Vật lý Hạt nhân. G.I. Budker (Institute of Nuclear Physics. G.I. Budker).
Chỉ cần tưởng tượng có bao nhiêu vấn đề kỹ thuật phức tạp mà các nhà khoa học đã phải giải quyết khi thiết kế các cơ sở lắp đặt nhiệt hạch. Mỗi một trong số đó là một kiệt tác của kỹ thuật, là sự đan xen của khoa học và công nghệ. Bản thân giải pháp của các vấn đề kỹ thuật đã thúc đẩy khoa học tiến lên - nghiên cứu trong lĩnh vực siêu dẫn (superconductors), khoa học vật liệu, nghiên cứu các hạt cơ bản (elementary particles), trường, động lực học khí và nhiều lĩnh vực khác.
Nhiệt hạch là một quá trình trong đó các hạt nhân của các nguyên tử nhẹ hợp nhất với nhau để tạo thành các nguyên tử nặng hơn. Đi kèm với nó là sự giải phóng một lượng lớn năng lượng.
Quá trình tương tự diễn ra ở các ngôi sao, bao gồm cả Mặt trời của chúng ta. Tại đó, hydro biến thành heli với việc giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Thách thức đối với các nhà khoa học và kỹ sư là tái tạo điều này trên Trái đất.
Nhưng có một vấn đề. Các nguyên tử hợp nhất với sự giải phóng năng lượng do một lực cơ bản gọi là lực hạt nhân mạnh (STR - strong nuclear force). Nó có phạm vi rất ngắn, vì vậy các nguyên tử cần phải va chạm với nhau theo đúng nghĩa đen, và điều này bị cản trở bởi một lực cơ bản khác - lực điện từ, đẩy hạt nhân.
Khoảng cách mà các hạt nhân phải xích lại gần nhau để chúng bắt đầu bị hút dưới tác dụng của SNE được gọi là hàng rào Coulomb (Coulomb barrier).
Để các hạt nhân vượt qua nó, cần rất nhiều năng lượng: chất đó (ví dụ, deuterium và tritium) phải được nung nóng đến nhiệt độ
trên 100 triệu độ.
Nhưng ở đây chúng ta đang phải đối mặt với một vấn đề. Chẳng khó để đốt nóng nó, ví dụ như dùng tia laser, nhưng ở đâu để giữ một plasma có nhiệt độ cao như vậy? Chúng ta cần một "bình" trong đó chất có thể được định vị trước khi bắt đầu phản ứng nhiệt hạch.
Nó được làm bằng gì, vì những chất chịu lửa nhất có thể chịu được nhiệt độ chỉ khoảng 3500 ° C? Điều này, nói một cách nhẹ nhàng, là không đủ.
Chỉ còn một cách - giữ plasma trong trường điện từ. Và đây là nơi phần khó nhất bắt đầu. Plasma được làm nóng đến hàng chục triệu độ rất không ổn định và lỏng. Do đó, không thể giữ nó ở trạng thái ổn định với sự trợ giúp của trường điện từ trong một thời gian dài.
Để giải quyết vấn đề giam giữ plasma, bẫy từ tính (electromagnetic field) đặc biệt đã được tạo ra, một trong những khái niệm nổi tiếng nhất là tokamak (một buồng hình xuyến với các cuộn dây từ tính). Dự án quốc tế ITER chỉ dựa trên nó.
Tokamak là một cái
bẫy đóng (closed trap) , tức là plasma được giữ bên trong cơ sở. Ý tưởng này được các nhà khoa học Liên Xô đề xuất vào năm 1950, và đến năm 1958, họ đã chế tạo được thiết bị lắp đặt nhiệt hạch thực nghiệm đầu tiên trên thế giới - "Tokamak T1". Nhưng mọi thứ phức tạp hơn suy nghĩ ban đầu.
Rất khó để chứa plasma, do đó việc lắp đặt ngày càng trở nên phức tạp hơn -
ngày nay khó có thể hình dung một thiết bị phức tạp hơn tokamak. Ví dụ, nhà máy ITER đang được xây dựng bao gồm hơn một triệu thành phần.
View attachment 5713102
Nhưng Nga đang phát triển không chỉ là khái niệm tokamak. Có những khái niệm khác, ví dụ, ý tưởng về bẫy điện từ - kiểu lắp đặt kiểu mở, mà họ đang tích cực làm việc tại Viện Vật lý Hạt nhân. G.I. Budker (INP - Institute of Nuclear Physics. G.I. Budker). Vấn đề là: điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta không cố gắng giữ cho plasma đứng yên? Hãy để nó chảy, nhưng theo một hướng được chỉ định nghiêm ngặt và nhiệm vụ sẽ được giảm xuống chỉ để giảm thiểu rò rỉ.
Nói một cách nôm na, hệ thống lắp đặt kiểu mở là một ống nam châm, ở trung tâm của nó, không chạm vào tường, dòng plasma chảy.
Khái niệm về bẫy từ mở được đề xuất vào năm 1953 bởi hai nhà khoa học độc lập với nhau: G.I.Budker từ Liên Xô và R. Post từ Hoa Kỳ. Sáu năm sau, S.N. Rodionov, một nhà nghiên cứu của Viện Vật lý Hạt nhân Novosibirsk thuộc Chi nhánh Siberi của Học viện Khoa học Liên Xô, đã thực nghiệm xác nhận tính hiệu quả của ý tưởng này.
View attachment 5713103
Ở Nga, công việc theo hướng này vẫn tiếp tục. Bức ảnh cho thấy thiết lập thử nghiệm SMOLA (Bẫy mở từ trường xoắn ốc), được tạo ra tại INP và được đưa ra vào năm 2017.
View attachment 5713105
Cơ sở này sử dụng một khái niệm mới - từ trường có đối xứng xoắn ốc (magnetic field with a helical symmetry) sẽ cho phép điều khiển quay để ngăn chặn tổn thất plasma theo chiều dọc (longitudinal plasma losses) từ một bẫy mở (open trap). Đúng, như trong trường hợp của Tokamak, ý tưởng hóa ra đơn giản hơn so với việc thực hiện nó. Các nhà khoa học đang phải đối mặt với nhiều vấn đề mà ban đầu không được nghi ngờ. Chúng dần dần được giải quyết, sau đó những cái mới xuất hiện, và quá trình đấu tranh của con người với thiên nhiên vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.
Nhưng cuộc đấu tranh này được gọi là khoa học! Chỉ là trong trường hợp của vấn đề nhiệt hạch (thermonuclear fusion), mức độ phức tạp của vấn đề được giải quyết là quá nghiêm trọng, nhân loại chưa từng làm chuyện như vậy trong lịch sử.
Mặt khác, nước Nga nằm trong số những nước đi đầu trong tư tưởng khoa học kỹ thuật thế giới, giúp nhân loại giải quyết vấn đề toàn cầu này. Hàm lượng của đồng vị hydro deuterium, nhiên liệu chính cho TS, trong các đại dương sẽ đủ cho 150 triệu năm tiêu thụ của nền văn minh.
Chỉ cần tưởng tượng: 86 gam hỗn hợp deuterium và tritium có thể giải phóng một lượng năng lượng tương đương với việc đốt cháy 1000 tấn than. Vì vậy, hiển nhiên lời giải của bài toán TS sẽ mang đến cho nhân loại một nguồn năng lượng vô tận. Đây sẽ là một bước đột phá thực sự cho nền văn minh, một lối thoát cho một trình độ phát triển mới.
Và Nga chắc chắn đã và sẽ tiếp tục đóng góp to lớn và vô giá của mình trong việc giải quyết vấn đề này.
Bài trích bên trên nói về nhiệt hạch, bây giờ lại tiếp tục dòng phóng phóng sự của các nhà báo đi thăm trực tiếp các cơ sở sản xuất, chế tạo. Lần này là về Viện Vật lý Hạt nhân G.I. Budker (INP SB RAS) trong đoạn trích ở trên, vẫn nói về bẫy mở plasma là GDT
Một số khám phá trong nước trong lĩnh vực nhiệt hạch (thermonuclear fusion) của INP SB RAS
Viện Vật lý Hạt nhân G.I. Budker (INP SB RAS) là một trong những trung tâm thế giới quan trọng nhất trong lĩnh vực vật lý năng lượng cao và máy gia tốc, vật lý plasma và phản ứng tổng hợp nhiệt hạch có điều khiển.
Viện tiến hành các thí nghiệm về vật lý của các hạt cơ bản, phát triển các nguồn bức xạ synctron cường độ cao, máy gia tốc hiện đại và laser điện tử tự do. Trong nhiều lĩnh vực, viện là cơ sở duy nhất ở Nga.
Các nhà khoa học của viện đã nói với các phóng viên của cổng thông tin "Made by Us" về những khám phá quan trọng nhất thu được tại viện và về những triển vọng tiếp tục nghiên cứu trong lĩnh vực vật lý hạt nhân.
Hầm bức xạ Synchrotron - Synchrotron radiation bunker (SR)
Thư ký học vụ của INP SB RAS, Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học Alexei Arakcheev.
- Bức xạ synctron là gì? Nó được sử dụng như thế nào?
Bức xạ synchrotron là bức xạ điện từ xảy ra khi các hạt mang điện được gia tốc theo phương vuông góc với tốc độ của chúng. Thông thường, gia tốc ngang như vậy được tạo ra bởi từ trường, trong đó quỹ đạo của các hạt mang điện bị bẻ cong. Bức xạ đồng bộ được tạo ra bởi một số vật thể thiên văn. Chúng ta có thể sản xuất nó ở dạng synctron bằng cách truyền chùm điện tử qua nam châm uốn cong, bộ giảm sóng hoặc bộ lắc - synchrotrons by passing an electron beam through bending magnets, undulators or wigglers (các thiết bị có cấu hình từ trường khác nhau - devices with different magnetic field configurations).
Các lĩnh vực ứng dụng chính của ánh sáng synctron: vật lý vật chất ngưng tụ, khoa học vật liệu, sinh học và y học. Một phần quan trọng của các thí nghiệm liên quan đến việc nghiên cứu cấu trúc của vật chất từ cấp độ subnanomet của cấu trúc điện tử đến cấp độ micromet và milimet, điều này cũng rất quan trọng đối với hình ảnh y học.
- Hãy cho chúng tôi biết về sự phát triển của máy dò mới cho các trạm bức xạ synctron và ưu điểm của chúng? Máy dò để làm gì?
Đối với trạm đồng bộ Plasma (Plasma synchrotron station) trên vòng lưu trữ VEPP-4, chúng tôi đã tạo ra máy dò tia X dựa trên cảm biến microstrip silicon.
Ở đây cần giải thích: để nghiên cứu ảnh hưởng của tải xung, máy dò cần phải lấy các khung có khoảng thời gian là 10 micro giây, nhưng phải làm việc với chùm phản xạ (chứ không phải trực tiếp, như khi đo mật độ quang của vật thể), cường độ của nó thấp hơn nhiều, máy dò phải rất nhạy. ... Để đạt được độ chính xác này, chúng tôi đã chế tạo một máy dò dựa trên một tấm silicon mỏng 5 × 3 cm và dày 300 micromet. Tấm có các dải diode với độ cao 50 micromet. Máy dò có độ nhạy một photon, có nghĩa là nó phát hiện hầu hết mọi photon đi qua, vì vậy nó vượt trội hơn 10 lần so với máy dò trước đó. Độ phân giải không gian của máy dò này cao hơn nhiều so với máy dò khí DIMEX, được thiết kế để đăng ký các photon có năng lượng thấp hơn đáng kể.Thực tế là độ nhạy ảnh hưởng đến chất lượng của hình ảnh mà chúng tôi nhận được trong quá trình thử nghiệm: độ phân giải của nó được tăng lên 5 lần, giúp đơn giản hóa đáng kể và tăng tốc độ giải thích kết quả.
DL, Nhà nghiên cứu của INP SB RAS Evgeny Kolesnikov
- GDL trông hơi khác thường. Làm thế nào nó hoạt động?
Bẫy động khí, còn được gọi là GDT, được tạo ra vào năm 1986 tại Viện Vật lý Hạt nhân GI Budker SB RAS.
GDT được tạo ra để nghiên cứu sự giam giữ từ tính của plasma nhiệt độ cao; nó thuộc loại bẫy mở (open traps). Mục tiêu cuối cùng của nghiên cứu tại GDT là tạo ra một lò phản ứng nhiệt hạch để tạo ra năng lượng bằng phản ứng tổng hợp nhiệt hạch có kiểm soát, cũng như các ứng dụng khác. GDT có độ dài và độ lớn của từ trường ở tâm và ở hai đầu sao cho đường đi tự do có nghĩa là ion hiệu dụng nhỏ hơn chiều dài lắp đặt. Với dữ liệu như vậy, tuổi thọ của plasma được xác định giống như khi tính toán sự mất mát của khí thông thường qua một lỗ trên bình, do đó có tên là lắp đặt. Thời gian tồn tại của plasma trong bẫy động khí không nhạy cảm với khả năng xảy ra các trạng thái bất ổn định thú vị của plasma, được gọi là biến động vi mô, trong đó, đây là điều làm cho việc dự đoán kết quả thí nghiệm và phép ngoại suy của nó đối với các điều kiện của lò phản ứng trở nên đáng tin cậy.Một ưu điểm khác của GDT là khả năng đảm bảo tính ổn định thủy động lực học của plasma trong cấu hình đối xứng trục.
Những kết luận lý thuyết này đã được xác nhận bằng thực nghiệm. Bẫy động lực khí có triển vọng về mặt thiết kế lò phản ứng và là cơ sở để tạo ra một nguồn neutron nhiệt hạch (thermonuclear neutrons) trong khoa học vật liệu.
Nghiên cứu nào được thực hiện tại cơ sở? Kết quả của quá trình giam giữ và sưởi ấm plasma đạt được tại GDT là gì?
Việc giam giữ ổn định plasma có áp suất plasma rất cao so với áp suất từ trường đã được chứng minh trong GDT. Việc phun chùm tia nguyên tử của đơteri với tổng công suất khoảng 4 MW có thể đưa áp suất plasma trong bẫy xuống gần bằng một nửa áp suất của từ trường giam giữ. Điều này mở ra triển vọng tạo ra một lò phản ứng nhiệt hạch khá nhỏ gọn và tương đối rẻ tiền. Bức xạ neutron quan sát được tập trung chủ yếu tại các điểm dừng của các deuteron nhanh được tiêm vào bẫy ở góc 45 độ. Chúng tôi đang nghiên cứu để tăng công suất và thời gian tiêm để tái tạo trong thí nghiệm các điều kiện sẽ có trong plasma đơteri-triti của nguồn nơtron có mật độ thông lượng là 14 MeV nơtron 0,5 MW / m².Việc tăng cường độ phun sẽ làm tăng mật độ thông lượng neutron lên 2 MW / m², đây là yêu cầu cần thiết để kiểm tra vật liệu của lò phản ứng nhiệt hạch trong tương lai ở tải tối đa. Ngoài ra, nhiệt độ electron khoảng 1 keV, một kỷ lục đối với bẫy hở, đã đạt được tại GDT.
- Chương trình khoa học của những công trình này được thiết kế trong bao nhiêu năm? Tương lai cho cái bẫy này là gì? Bạn mong đợi điều gì ở cô ấy trong tương lai?
Chúng tôi có một số hướng cho chương trình thực nghiệm của việc lắp đặt động lực học khí: tăng độ ổn định và mật độ của các hạt plasma nhanh, tăng nhiệt độ điện tử, và cũng phát triển các phương pháp giam giữ plasma mới ở áp suất tương đối rất cao.
Đơn vị GDT được trang bị các phương tiện chẩn đoán và sưởi ấm plasma hiện đại. Chúng được phát triển trong phòng thí nghiệm của chúng tôi và được cung cấp cho các phòng thí nghiệm plasma khác, bao gồm cả các phòng thí nghiệm nước ngoài.
SMOLA, Nhà nghiên cứu cấp cao, Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học Anton Sudnikov
-Cho chúng tôi biết về nguyên lý hoạt động của cài đặt RESIN và sự khác biệt so với cài đặt GDL và GOL.
-Khái niệm về bẫy từ mở được đề xuất vào năm 1953 bởi hai nhà khoa học độc lập với nhau: G. I. Budker từ Liên Xô và R. Post từ Hoa Kỳ. Sáu năm sau, tính hợp lệ của ý tưởng này đã được xác nhận trong một thí nghiệm của S.N. Rodionov, nhà nghiên cứu của Viện Vật lý Hạt nhân Novosibirsk thuộc Chi nhánh Siberi của Học viện Khoa học Liên Xô. Kể từ đó, Viện Vật lý Hạt nhân đã trở thành đơn vị tiên phong trong việc thiết kế, chế tạo và thử nghiệm các bẫy mở. Mặc dù việc lắp đặt của các nhà khoa học Novosibirsk là thử nghiệm và do đó nhỏ, có xung, tuy nhiên, loại bẫy từ này có triển vọng sử dụng trong lò phản ứng nhiệt hạch công nghiệp, vì chúng có những ưu điểm hơn so với loại kín: một giải pháp kỹ thuật đơn giản, hiệu quả cao hơn trong việc sử dụng năng lượng của từ trường, tức là hiệu suất cao ...Ngoài ra, hoạt động của các thiết bị này ở chế độ tĩnh, không giống như tokama, không gây ra sự cố.
Giờ đây, một nhóm các nhà vật lý từ các phòng thí nghiệm plasma của BINP đang nghiên cứu một ý tưởng mới: sử dụng từ trường với đối xứng xoắn, sẽ điều khiển chuyển động quay của plasma để ngăn chặn sự thất thoát plasma theo chiều dọc từ một cái bẫy mở. Để kiểm tra khái niệm này, một thiết lập SMOLA (Bẫy mở từ tính xoắn ốc) thử nghiệm đã được thiết kế và xây dựng.
Bẫy mở mới là gì, và nó khác gì với “những kẻ săn mồi”?
Các bẫy mở được phân biệt bởi thực tế là các đường sức của từ trường trong chúng không bị đóng lại và plasma được giữ ở giữa. Đúng như vậy, ở phần cuối của quá trình lắp đặt, dọc theo đường lực, plasma có thể chảy ra và nhiệm vụ của chúng ta là giảm dòng chảy này. Để giảm tổn thất, các phích cắm từ tính được đặt ở đầu các bẫy, tức là cường độ của từ trường được tăng mạnh. Trong một GDT (bẫy động khí) theo cách này, nó sẽ thu hẹp rất nhiều "cổ" của chai mà từ đó plasma chảy ra, nhưng không thể tránh hoàn toàn thất thoát. Trong một GOL (bẫy gấp nếp), có một số phích cắm từ tính ở mỗi bên. Trong một thiết kế như vậy, plasma dường như cọ xát với sự "uốn nếp" của từ trường. Do lực ma sát, tốc độ dòng chảy trở nên thấp hơn tốc độ âm thanh, có nghĩa là tổn thất sẽ ít hơn. Trong cài đặt GOL-3, có 52 và trong GOL-NB - 14 ở mỗi đầu.Vì khoảng cách giữa các phích cắm được xác định rõ ràng, chúng tôi không thể làm cho chúng gần nhau vô hạn, nhưng chúng tôi có thể tăng chiều dài của các phần nhiều phích cắm. Để giảm vận tốc dòng plasma, các phần nhiều gương phải được di chuyển đến trung tâm của việc lắp đặt. Trong trường hợp này, plasma tự nó sẽ "đứng", và các phích cắm từ tính "bay" dọc theo nó, tạo ra một lực ma sát và kéo chất này theo. Ý tưởng di chuyển các phích cắm nảy sinh đồng thời với ý tưởng về chiếc bẫy nhiều gương nhất, nhưng sau đó nhiệm vụ được coi là bất khả thi và không có lãi: để tạo ra một trường "chạy" như vậy, cần phải có sức mạnh đáng kinh ngạc. Ý tưởng "đánh lừa" chất này, để tạo ra một cấu hình từ trường tĩnh như vậy để nó "giống" với plasma mà nó đang di chuyển về phía trung tâm, nảy sinh vào cuối năm 2012.nhưng chúng ta có thể tăng chiều dài của phần nhiều gương. Để giảm vận tốc dòng plasma, các phần nhiều gương phải được di chuyển đến trung tâm của việc lắp đặt. Trong trường hợp này, plasma tự nó sẽ "đứng", và các phích cắm từ tính "bay" dọc theo nó, tạo ra một lực ma sát và kéo chất này theo. Ý tưởng di chuyển các phích cắm nảy sinh đồng thời với ý tưởng về chiếc bẫy nhiều gương nhất, nhưng sau đó nhiệm vụ được coi là bất khả thi và không có lãi: để tạo ra một trường "chạy" như vậy, cần phải có sức mạnh đáng kinh ngạc. Ý tưởng "đánh lừa" chất này, để tạo ra một cấu hình từ trường tĩnh như vậy để nó "giống" với plasma mà nó đang di chuyển về phía trung tâm, nảy sinh vào cuối năm 2012.nhưng chúng ta có thể tăng chiều dài của phần nhiều gương. Để giảm vận tốc dòng plasma, các phần nhiều gương phải được di chuyển đến trung tâm của việc lắp đặt. Trong trường hợp này, plasma tự nó sẽ "đứng", và các phích cắm từ tính "bay" dọc theo nó, tạo ra một lực ma sát và kéo chất này theo. Ý tưởng di chuyển các phích cắm nảy sinh đồng thời với ý tưởng về chiếc bẫy nhiều gương nhất, nhưng sau đó nhiệm vụ được coi là bất khả thi và không có lãi: để tạo ra một trường "chạy" như vậy, cần phải có sức mạnh đáng kinh ngạc. Ý tưởng "đánh lừa" chất này, để tạo ra một cấu hình từ trường tĩnh như vậy để nó "giống" với plasma mà nó đang di chuyển về phía trung tâm, nảy sinh vào cuối năm 2012.Trong trường hợp này, plasma tự nó sẽ "đứng", và các phích cắm từ tính "bay" dọc theo nó, tạo ra một lực ma sát và kéo chất này theo. Ý tưởng di chuyển các phích cắm nảy sinh đồng thời với ý tưởng về chiếc bẫy nhiều gương nhất, nhưng sau đó nhiệm vụ được coi là bất khả thi và không có lãi: để tạo ra một trường "chạy" như vậy, cần phải có sức mạnh đáng kinh ngạc. Ý tưởng "đánh lừa" chất này, để tạo ra một cấu hình từ trường tĩnh như vậy để nó "giống" với plasma mà nó đang di chuyển về phía trung tâm, nảy sinh vào cuối năm 2012.Trong trường hợp này, plasma tự nó sẽ "đứng", và các phích cắm từ tính "bay" dọc theo nó, tạo ra một lực ma sát và kéo chất này theo. Ý tưởng di chuyển các phích cắm nảy sinh đồng thời với ý tưởng về chiếc bẫy nhiều gương nhất, nhưng sau đó nhiệm vụ được coi là bất khả thi và không có lãi: để tạo ra một trường "chạy" như vậy, cần phải có sức mạnh đáng kinh ngạc. Ý tưởng "đánh lừa" chất này, để tạo ra một cấu hình từ trường tĩnh như vậy để nó "giống" với plasma mà nó đang di chuyển về phía trung tâm, nảy sinh vào cuối năm 2012.để tạo ra một cấu hình như vậy của từ trường tĩnh sao cho plasma "dường như" nó đang di chuyển về phía trung tâm, xuất hiện vào cuối năm 2012.để tạo ra một cấu hình như vậy của từ trường tĩnh sao cho plasma "dường như" nó đang di chuyển về phía trung tâm, xuất hiện vào cuối năm 2012.
Có những nhiệm vụ khi plasma cần được xoay có mục đích, và vì điều này, các bẫy mở đã được tạo ra. Vòng quay này có thể được sử dụng cho việc khác không? Hãy tưởng tượng một mũi khoan của máy xay thịt quay thịt theo một hướng cụ thể. Ý tưởng là tạo ra một từ trường dưới dạng một con vít. Chúng tôi cũng có một đường cắt xoắn ốc của trường ở cả hai bên của ngăn trung tâm với plasma, nhưng đồng thời nó khác - với các vít phải và trái. Một mặt, từ trường kéo plasma sang trái, mặt khác, sang phải. Do đó, cả hai phần cuối này sẽ bơm huyết tương trở lại. Tất nhiên, sẽ không thể loại bỏ hoàn toàn tổn thất: khi dòng plasma yếu đi, các hạt thậm chí không va chạm vào nhau. Nhưng nếu chúng ta cố gắng làm cho dòng chảy hiếm như vậy, thì chúng ta đã thắng một hoặc hai bậc về thông số giam giữ plasma. Khái niệm mới giúp bạn có thể tạo một bản cài đặtĐặc điểm của nó có thể được so sánh với những chiếc tokama tốt nhất, nhưng ý tưởng này vẫn chỉ là lý thuyết. Vào tháng 11 năm 2017, chúng tôi đã chuyển sang giai đoạn thử nghiệm bằng cách ra mắt đơn vị POLA. Đối với thí nghiệm độc đáo của chúng tôi, chỉ cần ít nhất: một phích cắm từ tính vít, nút nơi plasma được tạo ra, bộ thu của nó và bộ giãn nở, kéo chất này ra ngoài từ trường. Bây giờ chúng tôi đã bắt đầu "cảm nhận" plasma và xem các đặc tính của nó thay đổi như thế nào trong các chế độ hoạt động khác nhau. Để xác nhận các tính toán lý thuyết, chúng ta cần chỉ ra sự cải thiện ổn định về đặc tính plasma trong thiết bị có gương từ trục vít so với thiết bị thông thường.Đối với thí nghiệm độc đáo của chúng tôi, chỉ cần ít nhất: một phích cắm từ tính vít, nút nơi plasma được tạo ra, bộ thu của nó và bộ giãn nở, kéo chất này ra ngoài từ trường. Bây giờ chúng tôi đã bắt đầu "cảm nhận" plasma và xem các đặc tính của nó thay đổi như thế nào trong các chế độ hoạt động khác nhau. Để xác nhận các tính toán lý thuyết, chúng ta cần chỉ ra sự cải thiện ổn định về đặc tính plasma trong thiết bị có gương từ trục vít so với thiết bị thông thường.Đối với thí nghiệm độc đáo của chúng tôi, chỉ cần ít nhất: một phích cắm từ tính vít, nút nơi plasma được tạo ra, bộ thu của nó và bộ giãn nở, kéo chất này ra ngoài từ trường. Bây giờ chúng tôi đã bắt đầu "cảm nhận" plasma và xem các đặc tính của nó thay đổi như thế nào trong các chế độ hoạt động khác nhau. Để xác nhận các tính toán lý thuyết, chúng ta cần chỉ ra sự cải thiện ổn định về đặc tính plasma trong thiết bị có gương từ trục vít so với thiết bị thông thường.Để xác nhận các tính toán lý thuyết, chúng ta cần chỉ ra sự cải thiện ổn định về đặc tính plasma trong thiết bị có gương từ trục vít so với thiết bị thông thường.Để xác nhận các tính toán lý thuyết, chúng ta cần chỉ ra sự cải thiện ổn định về đặc tính plasma trong thiết bị có gương từ trục vít so với thiết bị thông thường.
- Nhóm của bạn hiện đang làm việc gì? Bạn hy vọng đạt được kết quả gì với thiết lập này? Nhiệm vụ của cô ấy là gì?
Cả thế giới ngày nay đang làm việc với những cái bẫy của một cấu hình đóng, vì vậy có thể có cảm giác rằng chúng ta đang đi đâu đó sang một bên. Nhưng chúng tôi có kế hoạch cho thấy thực nghiệm những lợi ích của biểu mẫu mở. Nếu chúng tôi thành công, nếu chúng tôi xác nhận rằng hình dạng xoắn thắng trong sự giam giữ plasma, thì các phần vít cũng sẽ được tích hợp vào các thiết bị tiếp theo sẽ được phát triển tại INP.
Một số cấu hình của bẫy vít làm tăng vận tốc dòng plasma lên đến 100 km / s, một điều kiện cơ bản để các động cơ tàu vũ trụ vận chuyển vệ tinh từ quỹ đạo địa không đồng bộ, ví dụ, đến quỹ đạo của Mặt trăng.
Chúng tôi đã hiểu chúng tôi cần phải đi con đường nào, ứng dụng công nghệ nào của chúng tôi là có thể. Bẫy vít có thể được sử dụng làm nguồn nơtron để nghiên cứu hành vi của vật liệu khi tiếp xúc với plasma, tạo ra các lò phản ứng dưới tới hạn (không thể hỗ trợ độc lập phản ứng hạt nhân), nhưng chủ yếu để tạo ra các nhà máy điện nhiệt hạch thông thường.
Chúng tôi giả định rằng sau một hoặc hai thế hệ bẫy mở, sẽ công bằng khi nói về việc tạo ra các lò phản ứng nhiệt hạch chính thức hoạt động trên nhiên liệu không phải là rithium (ví dụ, sử dụng phản ứng tổng hợp đơteri-deuterium hoặc proton-bo).
Thực tế là tokamak hoạt động với phản ứng deuterium-tritium, tạo ra vấn đề bảo vệ khỏi bức xạ. Trong dự án ITER, đặc biệt chú ý đến việc tạo ra các vật liệu siêu bền và khả năng bảo vệ sinh học mạnh mẽ. Trong một lò phản ứng hoạt động trên sự hợp nhất của hai hạt nhân đơteri, không có tritium phóng xạ nào được lắng đọng trên các cấu trúc, điều này làm cho hệ thống an toàn của nó trở nên đơn giản hơn nhiều.
Phản ứng nhiệt hạch của phản ứng tổng hợp đơteri-triti chỉ có một lợi thế - nhân loại đã nhận được plasma nhiệt hạch với sự trợ giúp của nó.
Đối với một phản ứng khác, ít tiếp cận hơn về mặt năng lượng, nhiệt độ cao hơn, thời gian giam giữ plasma và mật độ là bắt buộc. Những công nghệ như vậy vẫn chưa được tạo ra, nhưng không có gì đáng nói về những công nghệ không có neutron như một tương lai xa.
Hiện nay thực nghiệm đã chứng minh rằng tokama có những hạn chế nghiêm trọng trong việc làm việc với phản ứng đơteri-đơteri, và trong một bẫy mở, về mặt lý thuyết có thể đạt được các thông số cần thiết.
Đương nhiên, mô hình "vít" của chúng tôi vẫn cần được thử nghiệm và tối ưu hóa, điều này đòi hỏi công việc nghiên cứu và phát triển quy mô lớn. Nhưng rõ ràng đây là sự khởi đầu của một lịch sử khoa học thú vị, và cuối cùng chúng ta đang mong đợi những kết quả có thể trở nên cực kỳ quan trọng đối với năng lượng nhiệt hạt nhân trong tương lai.
RESIN - nó có phải là một phần của chương trình toàn cầu không?
Vâng, tất nhiên, chương trình của chúng tôi sẽ không kết thúc ở đó. Chúng ta sẽ cần phải tìm ra một chế độ để có thể giam giữ huyết tương thành công nhất. Ngoài ra, cần phải kiểm tra hoạt động của plasma ở các chế độ như trong lò phản ứng nhiệt hạch thực. Và trong đó, khoảng cách từ vụ va chạm này của các hạt với nhau sẽ tương đối lớn. Theo cách này, chúng ta cần cố gắng kiểm soát sự va chạm của các hạt theo một chế độ tương tự như lò phản ứng, một cách tự nhiên, ở nhiệt độ thấp, bằng cách chọn một số tham số không thứ nguyên.
Ngoài ra, có một ý tưởng thú vị là ngoài việc giảm tốc plasma, chúng ta có thể tăng tốc nó nếu thay đổi chiều quay và chiều của ren trục vít. Trong một số cấu hình của từ trường, gia tốc này có thể khá hiệu quả. Nguyên tắc này có thể thú vị đối với động cơ plasma và các ứng dụng không gian tầm xa. Nhưng đây tự nhiên là một cuộc trò chuyện cho những thí nghiệm sau này.
ria.ru
www.roscosmos.ru
