Физики провели термоядерные реакции без нейтронного излучения

Экспериментальная установка
Экспериментальная установка

Группа французских и американских исследователей смогла зажечь термоядерную реакцию без появления нейтронного излучения. Для этого ученые использовали импульсные лазеры и мишень из бора, в которую врезались выбитые лазерным лучом протоны. О деталях эксперимента и возможных преимуществах перед традиционно используемой в термоядерных исследованиях дейтерий-тритиевой плазмой сообщается в статье физиков в журнале Nature Communications.

Специалисты из лаборатории практических исследований лазеров высокой интенсивности LULI (Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses) использовали мишень из бора с естественным соотношением изотопов: двадцать процентов бора-10 и 80 процентов бора-11. На эту мишень под углом в 45 градусов направляли импульс красного лазера продолжительностью около полутора наносекунд. Благодаря системе фокусировки луч сжимался до одной десятой миллиметра и превращал поверхность мишени в состоящую из ионов бора плазму.

Затем, через еще одну наносекунду, с другой стороны в сторону мишени выстреливали импульсом другого лазера, дававшего вспышку красного цвета продолжительностью всего одна пикосекунда (10-12 секунды). Этот второй импульс попадал в установленную перед мишенью полоску алюминиевой фольги, из которой выбивался пучок протонов: именно эти частицы врезались в облако борной плазмы и вступали в термоядерную реакцию.

Важной особенностью реакции протонов с бором-11 было то, что на выходе получались возбужденные ядра бериллия-8 и одна альфа-частица (ядро атома гелия): 11B + p = 8Be* + 4He. Затем бериллий-8 разваливался еще на две альфа-частицы, причем суммарная энергия трех получающихся ядер гелия была больше суммарной энергии исходного протона и ядра атома бора. Альфа-частицы такой энергии поглощаются алюминиевой фольгой (и ученые использовали фольгу для проверки детекторов: закрыв приборы, они перестали регистрировать частицы), в то время как наиболее активно исследуемые реакции дейтерия с тритием дают на выходе плохо поглощаемые нейтроны.

Теоретически, бор-протонная реакция могла бы иметь перед дейтерий-тритиевой целый ряд преимуществ. Прежде всего, альфа-излучение не надо специально экранировать: поскольку его задерживает фольга, металлический корпус вакуумной камеры установки даст защиту даже больше той, которая необходима. Кроме того, тритий радиоактивен, его надо специально синтезировать (стоимость достигает тысяч долларов за грамм), а бора на Земле довольно много.

Сами ученые утверждают, что в ближайшее время говорить о развитии бор-протонной термоядерной энергетики не приходится, несмотря на то, что им удалось на несколько порядков повысить интенсивность реакций по сравнению с предыдущими опытами других групп. По словам исследователей, первоочередное значение их работа имеет для моделирования процессов внутри звезд в земных лабораториях. Но в то же время независимый эксперт, мнение которого приводит Nature News, французский физик Жерар Мору, считает необходимым подождать появления более эффективных и компактных лазеров. По его словам, использованный учеными метод выгодно отличается своей простотой. Он требует точной синхронизации двух лазеров с разной продолжительностью импульса (отклонение от интервала в несколько десятых наносекунды резко снижает интенсивность реакции), но зато не требует сложнейших установок вроде той, которая была построена в Национальном центре лазерных термоядерных реакции (National Ignition Facility) в США.

Физики NIF намеревались при помощи сверхмощных импульсных лазеров запустить в дейтерий-тритиевой смеси термоядерную реакцию с выделением энергии в большем количестве, чем потребляется самими лазерами. Эта цель, несмотря на оптимистичные прогнозы, так и не была достигнута и сейчас работа NIF приостановлена.

Наука и техника00:0630 ноября 2017
Красноармейцы в финском плену. Лагерь в области Париккала

«Красноармейцы — голодные и нищие колхозники»

Сталин обрек тысячи солдат на мучительную смерть и подарил Финляндию Гитлеру
«Славяне — хорошие рабы»
Цыгане делают миллионы на инвалидах и обращаются с ними как с животными
Satisfaction: курсантов затравили за полуголые танцы
Их обвиняют в оскорблении ветеранов, святынь и родины
«Те, кто издевается в школе, заслуживают смерти»
Российские школьники — о желании убивать одноклассников и учителей
13-летняя Василина очень хочет научиться ходить. Есть специальные протезы, которые ей помогут, но стоят они очень дорогоНовые ноги для Звездочки
Мечта Василины ходить без боли и слез. Вместе мы сможем ей помочь
Израиль? Нет, спасибо
Ненависть к евреям объединила черных, геев, мусульман и любителей свастики
Слава богу
Мормоны вербуют мертвецов, обучают детей сексу и веруют в Христа-американца
Белые рабыни
Мигранты годами насилуют британских девочек. Полиция боится обвинений в расизме
Жесткий приход
Латвийцы искали хорошей жизни, а попали в грибное рабство
По-соседски
Что интересного происходило в республиках бывшего СССР в 2017 году
Старые добрые 90-е
Что ждет Украину в 2018 году
Рижское сопло
Зачем Латвия решила стать космической державой
«Это был протест и вой женщин»
Пионер российского рейва о свободе, экспериментах и забытых писателях 90-х
Алена Долецкая«Это же кровь из глаз!»
Алена Долецкая о пиджаке Путина, аресте Ходорковского и своей новой работе
Найди китайца
Ловкий азиат научит россиян прятаться от властей
Сексуальная контрреволюция
Скандалы с изнасилованиями убивают юмор и скоро уничтожат культуру
Из мира Барби
Некоторым людям мало играть в куклы. Они ими становятся
Горят на работе
Почему порноактрисы все чаще кончают с собой
«Это было очень ярко и больно»
Он всю жизнь рассказывает о сексе с пришельцами. И даже пишет об этом картины
«Они реально боятся ехать в Россию»
История россиянки, переехавшей в американский Сиэтл
Разврат какой-то
Сможете ли вы отличить порностудию от квартиры в Москве?
Копить надо было
В России наступает ипотечная депрессия. Что делать?
«Никогда бы не подумала, что москвичи могут так жить»
Провинциалка искала в столице дешевую квартиру, а попала в кошмар наяву
Жители КапотниЧужой район
Москву окружат гетто для мигрантов