Термоядерный реактор. Узнайте, как собрать его своими руками?
Наверх страницы
Выбрать тематикуеще 12

Термоядерный реактор и принципы его работы

Опубликована 09.11.2017
Прочтения: 860

Термоядерный реактор — это установка, которая производит энергию за счет термоядерного синтеза.

Содержание 

Строительство термоядерного реактора,и зачем он нужен?

Как создать термоядерный реактор своими руками?

Крупнейший в мире термоядерный реактор во Франции

Как работает термоядерный реактор: принципы работы

Термоядерный реактор холодного синтеза


Термоядерный синтез - это способ получения энергии с помощью выработки тяжелых атомных ядер из легких электрических импульсов нейронного излучения с помощью кремниевых детекторов. Например, превращение тяжелых атомов водорода в легкие атомы гелия. Это вариант получения энергии, который отлично подходит для строительства термоядерного реактора.

Такая реакция происходит на Солнце. Синтез элементов обеспечивает планету энергией солнечного тепла. Таким образом, можно сказать, что при строительстве нужно отобразить такой же процесс, который происходит на Солнце, только в уменьшенном виде.

Строительство термоядерного реактора,и зачем он нужен?

Для воспроизведения такой реакции необходимо обеспечить высокое давление и высокую температуру, гораздо выше, чем на Солнце. В этом и состоит сложность постройки реактора с термоядерным синтезом. Новый реактор должен быть более безопасным и более мощным, чем распространенные сейчас атомные станции.

За все время было несколько попыток построить правильный термоядерный реактор.

Строительство первого исследовательского ядерного реактора в Томске началось в 1959 году. Он пережил пару реконструкций, его модернизировали, в него вкладывали средства.

Главная задача этого экспериментального реактора — обучение и тренировка студентов политехнического института, а также подготовка инженеров и химиков в сфере использования подобной ядерной установки.

 data-mce-src=

Так же небезызвестным является компактный термоядерный реактор LockheedMartin, концепция которого представляет осуществление дизайна компактного тороида и, благодаря проекту, должна существенно сократить сроки сдачи проектов по термоядерному синтезу.

«Итэр» — международный термоядерный экспериментальный реактор

InternationalThermonuclearExperimentalReactor (ITER) — это крупнейший в данное время проект термоядерного реактора, а также это наиболее объемный научный проект во всем мире.Над ним годами работает целая коалиция ведущих стран: Япония, Франция, Россия, Индия, Южная Корея, Китай, США, страны Евросоюза. Они обещают достроить реактор к 2026 году. Официальная цена реактора — 40 миллиардов долларов, ITER будет доказательством существования и возможности применения термоядерной энергетики.
Чтобы показать свои возможности в нужном масштабе, он должен качественно воспроизвести процессы, происходящие на Солнце, которые высвобождают энергию. Для этого используют устройство токамак. Оно создано для того, чтобы удерживать плазму с помощью магнитного поля. Токамак выглядит как тороидальная вакуумная камера, в нем генерируется магнитное поле, которое не позволяет сильному теплу доходить до стен реактора. Топливо вбрызгивается в камеру, греется до очень высокой температуры и формируется плазма. Атомы водорода сливаются воедино, создавая дейтерий и тритий. Таким образом высвобождается большое количество энергии.

 data-mce-src=

Запуск намечен на 2019 год, но потребуется еще некоторое количество времени, чтобы усовершенствовать ИТЭР. Нужно улучшить камеру, использовать сверхпроводящие магниты и новые вакуумные системы, чтобы термоядерный реактор можно было использовать для коммерческих нужд.

Как создать термоядерный реактор своими руками?

Если вы хотите создать собственный самодельный реактор, нужно придерживаться некоторых правил безопасности. При конструировании реактора используется высокое напряжение, поэтому, скорее всего, необходима будет помощь электрика.

Также обязательным является свинцовое экранирование окон, чтобы избежать облучения от рентгеновских лучей. В самоделке будет использоваться опасный газ — дейтерий, поэтому топливный отсек должен быть идеально герметичным.

Если вы все-таки решили создать свой собственный домашний реактор, вот список нужных материалов:

  • диффузионный и форвакуумный насосы;
  • блок питания с высоким напряжением;
  • вакуумная камера;
  • счетчик Гейгера;
  • дейтерий;
  • высоковольтный зонд, который можно подключить к мультиметру;
  • термопара;
  • детектор нейтронного излучения;
  • балластный резистор;
  • видеокамера, чтобы смотреть на происходящее внутри реактора.

Коротко рассмотрим основные этапы того,как делается термоядерный реактор:

  • собирается вакуумная камера (свариваются две полусферы с отверстиями);
  • устанавливаются насосы, заливается масло, подключается вода;
  • крепится венчик с вольфрамовой нитью для передачи тока;
  • устанавливается газовый бак, заполняется дейтерием;
  • подключается напряжение от блока питания;
  • ставятся детекторы нейронов для записи электрических импульсов;
  • реактор можно запускать.

Крупнейший в мире термоядерный реактор во Франции

На южном побережье Франции, недалеко от центра Кадараш строят самый большой в мире международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР). Когда проект только начинался, были споры насчет страны размещения установки, но победила Франция.

Стройка началась в начале 2007 года, но первые эксперименты пришлось отложить на 2025 год в связи с недостатком финансового обеспечения. Как мы уже говорили, это совместный проект нескольких стран.

Токамак — камера, в ней расположены магнитные катушки, которые, создавая магнитное поле, удерживают плазму, а после она нагревается до 30 млн градусов.

Основа работы—это склеивание атомов дейтерия и трития с последующим образованием гелия. Дейтерий есть в обычной воде, а тритий планируют вырабатывать в ИТЭР из лития. Смысл в том, что малое количество дейтерия способно вырабатывать столько же энергии, что и в 1000 раз большее количество бензина.

В популярной игре Minekraft в моде Mekanism можно увидеть термоядерный реактор, который производит большое количества энергии. В той же игре в модификации ГрегТеч прописана реалистичная модель реактора и прорисованы принципы работы будущей установки.

Как работает термоядерный реактор: принципы работы

Работа термоядерного реактора основана на реакции ядерного синтеза — «склеивании» двух маленьких ядер в одно. К примеру, если слепить 2 атома водорода получится гелий.

Принцип работы ядерного синтеза в том, что из-за разности масс атомов производится большое количество энергии. Но преодолеть силу отталкивания двух ядер не так просто, поэтому такая реакция может происходить только при очень высоких температурах. От нагревания частицы двигаются быстрее и, сталкиваясь, объединяются в одно ядро. Высокая температура и есть загвоздка в применении термоядерной реакции в жизни — нет таких металлов, которые не расплавились бы при воздействии такой температуры. В попытках производства термоядерного реактора выход нашли — плазму можно удерживать магнитным полем в токамаках.

 data-mce-src=

Схема работы такая: тороидальная камера (токомак) заполняется дейтериево-тритиевой плазмой, которая нагрета до высокой температуры; происходит реакция синтеза, образуются нейтроны, они сталкиваются с атомами лития, образовывая гелий и тритий. Количество образовавшегося трития должно обеспечивать им данную установку, и новые установки.

Термоядерный реактор холодного синтеза

ХЯС — возможность произведения таких же ядерных реакций, как в ТР при высоких температурах, только без нагрева рабочих веществ.

Термоядерные реакторы холодного ядерного синтеза возможны. Исследователи в Калифорнии еще в 2005 году сообщили, что у них получилось запустить такую экспериментальную реакцию благодаря электростатическому полю, источником которого служила вольфрамовая игла. Ее присоединили к кристаллу танталата лития, его последовательно нагревали и охлаждали, разгоняя атомы дейтерия. Они сталкивались с целью из дейтерия эрбия и производили ядра гелия с нейронами.

Также в живой клетке организма человека происходят процессы холодного ядерного синтеза. Умственная и мыслительная деятельность человека напрямую связана с ядерными процессами, которые происходят у человека в мозгу. Эти процессы — спусковые механизмы, которые запускают и отвечают за все процессы в организме.

А у нас есть канал в Яндекс.Дзен

Подписывайтесь, чтобы получать свежие материалы в момент их публикации!

Лучшее

Квантовая теория
10В избранное
Квантовая теория
Самые необычные и веселые виды йоги
00В избранное
Самые необычные и веселые виды йоги
Как космические корабли бороздят звездные просторы
10В избранное
Как космические корабли бороздят звездные просторы
Перейти в рубрику «Физика»

Вопросы к автору

Похожие авторы

Если нашли ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl + Enter


Статья полезна?0
В избранное
0 комментариев к статье

Для написания комментария, пожалуйста, авторизуйтесь.

Пока не добавлено ни одного комментария. Будьте первым!

Задать вопрос автору
Задать вопрос
Свернуть
Не более 3-х
ФизикаУдалить

Список вопросов пуст

В это время на главной странице

Сообщите нам об ошибке

Вставить изображение

Графические файлы до 5мб

Пожалуйста, заполните все необходимые поля.