Поляризованное топливо для повышения КПД термоядерных реакторов

Российские и германские исследователи работают над технологией получения топлива из поляризованных частиц для повышения эффективности термоядерных реакторов.

По мнению ученых, энергетика завтрашнего дня не сможет обойтись без управляемого термоядерного синтеза (УТС), в результате которого легкие атомные ядра превращаются в тяжелые с целью увеличения энергетического потенциала.  

С целью демонстрации коммерческой эффективности термоядерного синтеза во французском городке Кадараш уже возводится экспериментальный реактор ITER, где применяется реакция слияния дейтериевых и тритиевых ядер с получением ядра гелия и энергетического нейтрона. Примерно 30% ядер в реакторе в реакции не задействованы, а лишь нагреваются с напрасной затратой энергии.

По словам возглавляющего группу российских ученых доктора физико-математических наук Д.К.Топоркова, в силу особенностей процесса 1/3 реакторного топлива вообще не используется, но в случае поляризованного топлива подобной проблемы не возникает – оно расходуется на все 100% при той же мощности реактора. В итоге поляризованное топливо в полтора раза эффективнее обычного.

Д.Топорков поясняет, что чисто атомное топливо имеет несколько непреодолимых ограничений, мешающих повышению интенсивности физических процессов, из-за чего был предложен механизм образования поляризованных молекул, что упрощает получение поляризованного топлива и устраняет многие препятствия.

В то же время исследователи из университета им. Генриха Гейне (Германия) работают над контролируемым инерциальным термоядерным синтезом, что предполагает разогрев импульсным лазером до определенной температуры твердого или жидкого топлива. Подвергнутое поляризации топливо на выходе также показывает высокий процент расщепления. Проводимые в Германии эксперименты многоступенчаты, а потому очень сложны и трудоемки.

Российские ученые предлагают менее сложный способ получения поляризованных молекул без промежуточного этапа. Для этой цели планируется применять в условиях пониженных температур сверхпроводящие магниты с мощным полем, способствующие фокусировке молекул.

Еще одна задача ученых – исследование сохранения поляризации и ее измерение. Специалисты из Германии уже изобрели установку для анализа степени поляризации молекул и атомов, называемую Lamb-shift-поляриметр. Кроме этого есть цель выяснить продолжительность сохранения поляризации и определить другие свойства молекул.

Возможно, в будущем поляризованные молекулы будут использоваться как топливо и в экспериментальных целях в замороженном виде, подобно таблеткам льда. 

Другие новости