Ядерный синтез становится более эффективным и экономичным с помощью микроволн

Большой проблемой ядерного синтеза является достижение необходимых условий для того, чтобы атомные ядра вообще могли слиться. Это хорошо работает на Солнце. Однако воспроизвести это в небольших масштабах без почти бесконечного давления 330 000 земных масс очень сложно.

В то же время, каждая оптимизация или упрощение конструкции - это еще один шаг к тому, чтобы в конечном итоге получить от термоядерного синтеза больше энергии, чем затрачивается на работу системы.

Новая конструкция, разработанная исследователями из Принстонской лаборатории физики плазмы https://www.pppl.gov/news/2024/heating-fusion-why-toast-plasma-when-you-can-microwave-it, Министерством энергетики США, Университетом Кюсю и частной компанией, является одним из них.

В конце концов, в процессе строительства не только удается отказаться от одного компонента, но и значительно сократить количество энергии, необходимой для производства плазмы. Если воспользоваться метафорой ученых: вместо тостера в будущем для разогрева будет использоваться микроволновая печь.

Двойная экономия

Это означает, что от высокопроизводительного нагревателя внутри токамака, который использует омическое сопротивление для нагрева, как тостер, можно отказаться. Это значит, что весь реактор можно построить гораздо компактнее, и нужно использовать меньше компонентов именно там, где достигается максимальная температура.

С другой стороны, микроволновое излучение, которое также можно использовать для обогрева дома, испускается извне. Согласно статье, можно также добиться значительной экономии электроэнергии.

Вместо прежних 15-25 мегаампер тока, для генерации микроволн требуется "всего" 8 мегаампер, чтобы достичь температуры около 100 миллионов градусов.

Для определения оптимального угла облучения и временных интервалов между импульсами требуется дальнейшее моделирование. Наконец, в экстремальных условиях необходимо учитывать и другие факторы. Помимо прочего, такое сильное микроволновое излучение вызывает токи в плазменном потоке, которые также способствуют нагреву, но при этом могут стать причиной нестабильности.