Подтверждение "научной безубыточности" в реакции термоядерного синтеза с использованием лазера

Пять независимых групп исследователей рассмотрели работу и заявления группы Национального центра зажигания (NIF), которая объявила в декабре 2022 года, что они достигли первой реакции термоядерного синтеза с использованием лазера, которая превысила «научную безубыточность» — в которой больше энергии было произведено в результате искусственной реакции синтеза, чем использовано в ходе реакции. Учёные обстреляли лазерами капсулу, содержащую два типа тяжелого водорода. Это привело к выбросу рентгеновских лучей, что запустило процесс термоядерного синтеза. В эксперименте было использовано 2,05 мегаджоуля энергии для питания лазеров и измерено 3,15 мегаджоуля энергии реакции термоядерного синтеза. Во время эксперимента материал в капсуле был неожиданно перегрет за счет энергии реакции термоядерного синтеза до энергий, превышающих ту, которую дают лазеры.

Моделирование термоядерного синтеза раскрывает многомасштабную природу турбулентности токамака

В исследовании изучалось сложное взаимодействие между медленным крупномасштабным движением ионов водородного топлива и быстрым мелкомасштабным движением электронов. Было обнаружено, что эта так называемая "многомасштабная турбулентность" в основном отвечает за потери тепла в краевой области экспериментов на токамаке в условиях, необходимых для оптимизированного термоядерного реактора. Статья опубликована в журнале Plasma Physics and Controlled Fusion.

Небольшой термоядерный эксперимент достигает температуры выше, чем в ядре Солнца

Чтобы производить коммерческую энергию, будущие термоядерные электростанции должны будут достигать температуры 100 миллионов градусов по Цельсию. Для этого требуется тщательный контроль над плазмой. В исследовании, опубликованном в журнале Nuclear Fusion, учёные усовершенствовали рабочие условия для достижения необходимых температур в компактном сферическом токамаке под названием ST40.

Насыщение вихревых колец, выбрасываемых из интерфейсов с ударным ускорением

Лучшее понимание образования закручивающихся кольцеобразных возмущений, известных как вихревые кольца, может помочь исследователям ядерного синтеза более эффективно сжимать топливо, приближая его к тому, чтобы стать жизнеспособным источником энергии. Энергия лазеров испаряет слой материала вокруг топлива — почти идеальную, выращенную в лаборатории алмазную оболочку, установленную последним рекордом в декабре 2022 года. Когда эта оболочка испаряется, она толкает топливо внутрь, а атомы углерода вылетают наружу. Это создает ударную волну, которая толкает топливо так сильно, что плавится водород.

Обнаружены доказательства того, что в реакциях синтеза ионы ведут себя иначе, чем ожидалось

Команда NIF построила реактор, в котором несколько лазеров стреляют по цилиндру, содержащему сферу дейтерия и трития. Это приводит к тому, что атомы в сфере сливаются, превращаясь в атомы гелия, тем самым высвобождая большое количество энергии. Остается проблема поддержания реакции без непрерывного включения лазеров.

Новый метод измерения плазмы с высокой плотностью энергии и облегчения термоядерного синтеза с инерционным удержанием

Результаты, полученные под руководством Софии Малко из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США, подробно описывают новый метод измерения «останавливающей способности» ядерных частиц в плазме с использованием сверхинтенсивных лазеров с высокой частотой повторения. Понимание тормозной способности протонов особенно важно для термоядерного синтеза с инерционным удержанием (ICF).

Произведён термоядерный синтез при температуре 100 миллионов кельвинов в течение 20 секунд

Группа исследователей, связанных с несколькими учреждениями в Южной Корее, работающая с двумя коллегами из Принстонского университета и одним из Колумбийского университета, достигла новой вехи в развитии термоядерного синтеза в качестве источника энергии — они произвели реакцию, которая произвела температуру 100 миллионов кельвинов и длился 20 секунд. В своей статье, опубликованной в журнале Nature, группа описывает свою работу и планы на ближайшие несколько лет.

Новый закон освобождает энергию термоядерного синтеза

Физики из EPFL в рамках крупного европейского сотрудничества пересмотрели один из фундаментальных законов, который лежал в основе исследований плазмы и термоядерного синтеза на протяжении более трех десятилетий, даже управляя проектированием таких мегапроектов, как ИТЭР. Обновление показывает, что мы действительно можем безопасно использовать больше водородного топлива в термоядерных реакторах и, следовательно, получать больше энергии, чем считалось ранее.

Исследователи обновляют измерения в эксперименте по термоядерному синтезу с инерционным удержанием

Исследователи Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) усовершенствовали измерение отношения гамма (γ) к нейтронному разветвлению в реакциях слияния дейтерия и трития (DT).

Предсказаны профили температуры и плотности удерживаемой магнитом плазмы в термоядерном синтезе

Ученые-исследователи из Массачусетского технологического института Пабло Родригес-Фернандес и Натан Ховард только что завершили один из самых сложных расчетов в науке о термоядерном синтезе — предсказали профили температуры и плотности удерживаемой магнитом плазмы с помощью первопринципного моделирования плазменной турбулентности. Решить эту задачу методом грубой силы не под силу даже самым совершенным суперкомпьютерам. Вместо этого исследователи использовали методологию оптимизации, разработанную для машинного обучения, чтобы значительно сократить время, необходимое ЦП, при сохранении точности решения.