Удержание плазмы в термоядерных реакторах

27.05.2025

Термоядерная энергия давно рассматривается как один из самых перспективных источников чистой и практически неисчерпаемой энергии. Однако ключевая проблема - стабильное удержание высокоэнергетической плазмы внутри реактора - до сих пор оставалась серьезным препятствием на пути к коммерческому использованию этого процесса. Недавние исследования, проведенные учеными из Техасского университета, открывают новые возможности в решении этой задачи и могут значительно ускорить развитие термоядерной энергетики.

До настоящего времени основным вызовом было удержание альфа-частиц - высокоэнергетических заряженных частиц, образующихся в ходе термоядерных реакций. Эти частицы склонны покидать пределы реактора, что приводит к потерям энергии и нарушению условий устойчивого горения плазмы. Для контроля плазмы в современных устройствах применяются магнитные системы, такие как стеллараторы, где с помощью внешних катушек создается магнитное поле, удерживающее плазму внутри "бутылки". Тем не менее, проектирование таких систем требует огромных вычислительных мощностей из-за сложности моделирования движения частиц.

Традиционные методы основаны на законах классической механики Ньютона. Они обеспечивают высокую точность вычислений, но требуют очень большого времени на моделирование, что ограничивает скорость разработки новых конструкций. Существуют и более быстрые альтернативы, например, теория возмущений, однако она уступает в точности, что затрудняет использование этих методов для практического проектирования.

Группа ученых из Техасского университета под руководством доцента Джоша Берби разработала принципиально новый подход, основанный на применении теории симметрии. Этот метод не только обеспечивает высокую точность, но и ускоряет расчеты примерно в десять раз по сравнению с традиционными способами. По словам Берби, это настоящее прорывное решение проблемы, которая оставалась нерешенной почти семьдесят лет.

Новый метод позволяет эффективно моделировать поведение альфа-частиц и выявлять "дыры" в магнитном поле, через которые плазма уходит из реактора. При этом подход универсален и применим не только для стеллараторов, но и для других типов термоядерных установок, таких как токамаки, что делает его особенно ценным для всего направления термоядерных исследований.

Это фундаментальное изменение в проектировании магнитных систем поддержано Министерством энергетики США, а в исследовательскую группу, кроме специалистов из Техасского университета, вошли сотрудники Лос-Аламосской национальной лаборатории и компании Type One Energy Group. Их совместные усилия приблизили человечество к реализации мечты о чистой и доступной термоядерной энергии.

<< Назад: Мудрость избавляет от чувства одиночества 27.05.2025

>> Вперед: Мужчины влюбляются чаще и быстрее женщин 26.05.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива DVD или FMD ROM 08.01.2003 По параметрам FMD ROM будет превосходить DVD? Первый параметр - соотношение размер/емкость. Тут "fluorescent multilayer disk" вне конкуренции. Разработчики заявляют, что уже сейчас первые прототипы способны вмещать при размере диска 12 см в диаметре, то есть на стандартном 5-дюймовом носителе, до 140 Гб. Это при десяти слоях. А в ближайших планах компании C3D есть желание как минимум удесятерить число слоев. При этом становится вполне реальной возможность создания сменных носителей информации емкостью в десятки терабайт. Та емкость, которую на сегодняшний день можно получить лишь при использовании громадных дисковых массивов, занимающих подчас целые шкафы и даже комнаты, будет обеспечиваться компактным диском, который с легкостью умещается в кармане! Насчет скорости доступа еще очень мало данных Разработчики обещают, что этот параметр будет намного выше, нежели у DVD. Иначе, с существующими скоростями, при работе с терабайтными массивами информации даже простые операции, например, перечитка диска, может затянуться на несколько часов. Новые гигантские объемы требуют и соответствующих скоростей доступа. Что же касается соотношения емкость/стоимость носителя, то и тут FMD ROM не имеет себе равных. Ведь он представляет собой практически кусок пластмассы, вернее, полимерную матрицу с фотохромным веществом, но по стоимости, это просто пластиковый диск. И никаких затрат по созданию дорогостоящих полупрозрачных слоев, как в DVD.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025