Термоядрена плазма - Голямата енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 1
Термоядрена плазма
Термоядрена плазма с T 108/C сега ще излъчва около 1021 W/cm2 и реакция, която би могла да компенсира това огромно количество енергия, е немислима. За щастие, плазмите с лабораторни размери, както ще се види по-късно, не излъчват като черно тяло. Разбира се, в много малък диапазон от честоти плазмата може действително да излъчва като черно тяло и примери за такова излъчване се виждат на фиг. [1]
Важен проблем в диагностиката на термоядрената плазма е определянето на йонната температура, нейните профили и времева динамика. Сред различните методи от особено значение са методите на ядрената физика, базирани на реакции между заредени частици. Такива реакции могат да се развият в горивото както първоначално, така и да бъдат специално активирани, когато към плазмата се добавят диагностични добавки. [2]
Използването на лазери за производство на термоядрена плазма, предложено от съветски учени, се основава на уникалното свойство на лазерното лъчение - възможността за концентриране на енергия в малки обеми за кратки периоди от време. [3]
От своя страна високата температура на термоядрената плазма създава проблем с нейното задържане в ограничен обем и топлоизолация от заобикалящата (евентуално по-студена) среда. Тази температурна зависимост, която сама по себе си е много силна, въпреки това се оказва по-малко остра, отколкото напр. [4]
Периферните капани служат за създаване на амбиполярен потенциал, който държи централната термоядрена плазма. Амбиполярният потенциал се формира поради повишената плътност на частиците, инжектирани в периферните капани. [6]
Впоследствие (1955 - 1958 г.) проблемът за радиационните загуби на термоядрена плазма поради циклотронно лъчение, като се вземе предвид неговата реабсорбция, беше много завършен (по друг метод и в малко по-различна обстановка) е решен в добре познатите трудове на B.A. Трубников - между другото, също ученик на Мигдал. [7]
Конфигурация със строго свободна сила, независимо дали е линейна или не, не може да съдържа термоядрена плазма, тъй като й липсва сила, която да се противопостави на налягането на газа. [8]
Сега последователността от физически процеси, водещи до образуването и инерционното задържане на термоядрена плазма при симетрично облъчване на сферична цел с лазерни лъчи, е напълно ясна. [9]
Когато целите се нагреят до температури от няколко милиона градуса, деутерият се йонизира напълно, превръщайки се в термоядрена плазма. За да се контролира самоподдържаща се реакция на синтез, е необходимо да се научите как да ограничавате и насочвате процесите, протичащи в тази плазма. [единадесет]
Келер [174] изследва разпръскването на атоми от бързи неутрони; този проблем представлява практически интерес за работата върху термоядрената плазма. Установено е, че коефициентът на разпръскване на молибден, облъчен от неутрони с енергия 14 MeV, е по-малък от 10 - 4 атома / неутрон, което не се различава много от теоретичната оценка от 10 атома / неутрон. [12]
Нека сега приемем, че сме намерили начин да нагреем плазмата до такива фантастични температури, но как да задържим и стабилизираме термоядрената плазма поне за времето, необходимо за извличане на полезна енергия. Звездите държат плазмата си със силата на собственото си тегло и по-специално такава сравнително лека звезда като Слънцето има маса 332 000 пъти по-голяма от масата на Земята, което означава, че нейните гравитационни сили са много по-големи от земните. Очевидно е, че в земните лаборатории е невъзможно да се получат такива гравитационни сили, които да задържат термоядрена плазма. За щастие природата любезно е предоставила друг, не по-малко ефективен начин.съхранение - диамагнетизъм. Както е известно, диамагнитната материя се изтласква от по-силните области на магнитното поле към по-слабите. Колкото и да е странно, диамагнетизмът се проявява най-ясно както при най-ниските, така и при най-високите температури. Всъщност този факт изобщо не е парадоксален, ако се обърнем към първопричината за силния диамагнетизъм. Факт е, че той е резултат от изключително висока електропроводимост, водеща до наличието на силни електрически токове, които създават магнитни полета, противоположни по действие на външно магнитно поле. [13]
Ограниченият обем на тази книга обаче не позволи да се спомене такъв важен научен аспект на квантовата електроника като лазерния термоядрен синтез, който се основава на идеята на Н. Г. Басов, изразена през 1962 г., за използването на лазерно лъчение за получаване на термоядрена плазма. [14]
Лесно е да се провери, че чистата водородна плазма започва да провежда по-добре от медта, започвайки с Tex 2 - 10 K. Термоядрената плазма провежда електрически ток десет пъти по-добре от медта. Проводимостта на космическата плазма е сравнима с проводимостта на такива проводници като графит или разтвори на силни киселини. [15]