Новые материалы для термоядерных реакторов

22.11.2024

Термоядерный синтез предлагает почти безграничный и экологически чистый источник энергии. Однако реализация этой технологии требует материалов, способных выдерживать экстремальные условия. Ученые из лаборатории MARVEL (EPFL, Швейцария) разработали подход для поиска таких материалов, что может приблизить использование термоядерной энергии.

Ключевой компонент термоядерных реакторов, дивертор, отвечает за отвод тепла и продуктов реакции, подвергаясь воздействию высоких температур, нейтронов и ионов. Сегодня основным материалом для диверторов в проекте ITER является вольфрам, известный своей термостойкостью. Однако исследователи продолжают искать альтернативы, способные лучше справляться с нагрузками.

Ученые MARVEL использовали базу данных Полинга, анализируя такие свойства, как температура плавления, теплопроводность и плотность, чтобы выявить материалы, которые могут выдерживать условия реакторов. Используя метод оптимизации Парето, они отобрали 71 потенциальный материал.

После первичного анализа исследователи проверили каждый материал на предмет эрозии, взаимодействия с плазмой и другими ограничениями. Некоторые новейшие материалы, например сплавы с высокой энтропией, оказались непригодными для термоядерных реакторов. В итоге список сократился до 21 кандидата.

Для оценки финального списка использовались квантовые модели (DFT). Особое внимание уделялось энергии поверхностной связи (устойчивость к разрушению) и энергии образования междоузлий водорода (взаимодействие с тритием). Это позволило определить, насколько материалы подходят для работы в диверторе без потери эффективности.

В итоговый список вошли как проверенные материалы (вольфрам, графит, алмаз, молибден), так и новые перспективные кандидаты, например, нитрид тантала и керамика на основе бора и азота. Эти материалы демонстрируют потенциал для применения в будущем.

Для дальнейшего анализа ученые планируют использовать нейронные сети, чтобы смоделировать более сложные взаимодействия материалов с нейтронами и плазмой. Это позволит еще точнее оценивать их долговечность.

Новые подходы к поиску материалов делают технологию термоядерного синтеза все ближе к реальности. Совмещение теории и экспериментов открывает путь к созданию надежных и долговечных реакторов, способных обеспечить чистую энергию будущего.

<< Назад: Нейронные механизмы отряхивания собак 22.11.2024

>> Вперед: Желание мяса после пива вызвается гормонами 21.11.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива Игры, фильмы и рост насилия 15.11.2014 Дискуссии о том, провоцируют ли видеоигры и фильмы с кровавым содержанием агрессивное поведение, начались еще в 20-е годы прошлого века. Тогда, конечно, никаких видеоигр еще и в помине не было, но фильмы были, и газеты с криминальной хроникой тоже были, и вот они-то, по мнению многих, могло расшатывать моральные устои и "ухудшать криминогенную обстановку". И с каждым новым инцидентом со стрельбой в школе, магазине, на улице подобные дискуссии оживляются, и появляются предложения ограничить продажу игр-"стрелялок", запретить детям просмотр фильмов с жестокими сценами и т. д. С одной стороны, здесь все кажется логичным: человек так бы и не подумал пойти стрелять по людям в магазин или в школу, а так поиграл в игру (или посмотрел фильм) - и решил продолжить в реальности. Однако если обратиться к психологическим исследованиям на эту тему, то не все так однозначно. Кристофер Фергюсон (Christopher Ferguson) из Стетсонского университета (США) опубликовал в Journal of Communication статью, где описывает результаты двух исследований: в одном анализировалась связь между насилием в кино и уровнем убийств с 1920 по 2005 гг., во втором то же самое было проделано для видеоигр в период между 1996 и 2011 гг. Коротко о полученных результатах пишет MedicalXpress. В первом случае независимые зрители оценивали степень агрессивности в популярных кинолентах, причем рассматривали как частоту нехороших эпизодов, так и их выразительность. Киноагрессивность сопоставляли с количеством убийств. В результате оказалось, что корреляции между этими двумя показателями в целом нет. Лишь в середине XX века было отмечено некоторое "согласие" между уровнем жестокости в популярном кинематографе и уровнем насилия в жизни, однако после 90-го года зависимость вдруг стала обратной, то есть жестокость в фильмах росла, а убийств становилось все меньше. (Точно так же реальная жизнь не обращала внимания на киножестокости до 40-х годов.) Иными словами, если совпадение между тем и другим и было, то оно прошло. С играми ситуация оказалась следующая: статистика говорила скорее о расхождении между уровнем жестокости в играх и уровнем бытового насилия со стороны молодых людей. Однако корреляция была слишком слаба, чтобы можно было вообще говорить о ней, в какую угодно сторону. Отличие описанных работ в том, что часто связь между насилием в медиа (от фильмов до видеоигр) и насилием "в реале" изучают в лабораторных экспериментах: человек под наблюдением специалистов играл во что-то жестокое, или смотрел что-нибудь такое, а потом у него измеряли уровень жестокости с помощью психологических тестов. Но надо ли говорить, что реальная жизнь сильно отличается от лабораторных условий, и в психологии это чувствуется как нигде? Здесь же для сравнения как раз взята "жизненная" статистика. Вообще разнообразные корреляции тут находили, и в положительную, и в отрицательную сторону, но проявлялись они только на небольшом отрезке времени. В долгой же перспективе связи между насилием в медиа и насилием в жизни исчезали. Подчеркиваем: речь идет не о том, что виртуальное насилие как-то стимулирует или ослабляет насилие реальное, а о том, что по уровню виртуального насилия нельзя ничего сказать о насилии реальном. Кроме того, даже если бы была очевидная корреляция, нам бы все равно пришлось решать вопрос о том, что причина, а что следствие. Тем, кто убежден, что именно рост насилия в играх стимулирует рост насилия в жизни, можно ответить, что все наоборот, что игры и фильмы есть лишь зеркало реальной агрессивности в обществе. Исследования такого рода неизбежно навлекают на себя упреки в ангажированности, однако спросим себя: нет ли в борьбе с медиажестокостью попыток просто уйти от проблемы, назначив корнем всех зол что-то наиболее очевидное, что-то, с чем так легко бороться? Можно, конечно, вообще забыть про всякие эксперименты и статистику, но соблазн научного метода, к счастью, достаточно велик, чтобы психологов продолжали беспокоить по самым разным поводам - в том числе и по поводу насилия на экране.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026