Что будет, если мы построим копию Солнца на Земле?
Солнце представляет собою колоссальный энергетический источник, который мы все еще учимся использовать. Однако давайте представим, что исследователям удалось создать миниатюрное Солнце в лабораторных условиях. Может ли это предоставить нам бесконечный запас энергии?
В теории искусственное Солнце позволило бы отказаться от опасных атомных электростанций и в потенциале стать заменой для привычного ракетного топлива. Но можно ли контролировать такой источник?
Солнце – гигантский генератор ядерного синтеза. Каждую секунду эта звезда сплавляет 620 млн. тонн водорода в 606 млн. тонн гелия в собственном ядре. Естественно, в этом процессы высвобождаются колоссальные запасы энергии.
Протон-протонный цикл — совокупность термоядерных реакций, в ходе которых водород превращается в гелий в звёздах, находящихся на главной звездной последовательности
Если снова обратиться к теории, то мы можем создать миниатюрную версию искусственного Солнца на Земле. Для этого нужно всего лишь сжать атомы водорода настолько сильно, чтобы они слились. Это ведь несложно?
Что ж, подобный синтез нуждается в экстремальных температурах. Даже самая прохладная часть нашей звезды (поверхность) достигает удивительного нагрева в 5500°C. Никакой скафандр не убережет вас от такого нагрева. Придется соорудить высокотемпературный контейнер, который сможет удержать в себе мини-Солнце.
Дело того стоит? Ну, вообще-то да. Наличие искусственного Солнца предоставит нам практически бесконечное количество энергии. Естественно наш солнечный вариант должен быть меньше реальной звезды, но все равно это будет гигантская сфера.
Она охватит где-то 60 футбольных полей и будет весить как 3 Эйфелевы башни. Так что придется поискать большую локацию и подальше от населенных пунктов.
Кто бы мог подумать, но ядерный синтез может происходить в этой крошечной капсуле водорода
Чтобы конструкция работала, нужно два изотопа водорода: дейтерий (из воды) и тритий (из лития в процессе реакции синтеза). Понадобятся гигантские магниты, которые помогут создать мини-Солнцу собственное магнитное поле. Это важно, ведь оно будет удерживать «звезду» на месте, пока мы нагреваем ее до 150 млн. °C.
Придется создать довольно мощную оболочку, которая выдержит подобные температуры в период слияния. Как только получится решить все эти инженерные проблемы, можно пользоваться услугами собственного Солнца.
По сути, это идеальный вариант. Этот источник энергии не выделяет парниковых газов и не дает опасных радиоактивных отходов, которые разлагаются в течение тысяч лет. Водород никогда не кончится, ведь это самый распространенный элемент во Вселенной.
Внутренний вид реакторов Alcator C-Mod , где проводились эксперименты по ядерному синтезу
Такой чистый и безопасный энергетический источник позволит избавиться от проблемы с изменением климата и даст земной экологии второй шанс.
К тому же, можно переделать двигатели космических кораблей под схему солнечного синтеза и тогда мы будем перемещаться в космосе с небывалыми скоростями. К примеру, на поездку к Марсу теперь уйдет всего лишь 30 дней! Это гигантский прогресс, если сравнивать со стандартными 9 месяцами полета.
Все это кажется фантастикой. Однако ученые десятки лет занимаются созданием миниатюрной звезды. Не верите? У нас уже есть реакторы, способные производить солнечный синтез. Однако пока ни один из них не создал больше энергии, чем нужно для самой реакции.
Но ситуацию можно изменить, если ученые разработают новый класс высокотемпературных проводников. Тогда у нас действительно появится шанс создать второе Солнце на Земле. Это будет большая ответственность (нужно обеспечить максимальную безопасность), но и огромный скачок в научном прогрессе.
Источник
Солнечный свет уникален и обладает характеристиками, которые, казалось бы, нельзя воссоздать при любом другом освещении. Выяснилось, что вполне возможно: энтузиаст с YouTube-канала DIY Perks сделал в своей комнате источник света, полностью аналогичный Солнцу, потратив на это чуть больше $500.
Для создания персональной звезды блогер использовал линзу, превращающую лучи от искусственного освещения в параллельные. В итоге он получил настоящее комнатное светило, способное освещать помещение не хуже Солнца в тот момент, когда это нужно, а не только днём. Такое изобретение будет крайне полезно фотографам, а также многим другим, чья работа связана со светом.
В качестве материалов использовался параболический стержень, который можно заменить спутниковой антенной. Всё что следует сделать — это покрыть её поверхность зеркальной плёнкой. Кроме того, в этом деле не обойтись без мощного светодиода на 500 Вт. Энтузиаст купил такой за $499, но можно найти экземпляры и дешевле. Обязательным условием будет охлаждение источника света, а также создание эффекта атмосферы. С этой целью блогер распылил голубую мыльную жидкость на стекло, что позволило рассеять свет.
Источник
Китай зажигает «искусственное солнце»: введён в эксплуатацию термоядерный реактор HL-2M Tokamak
В пятницу почти без отставания от графика в исследовательской лаборатории в Чэнду, провинция Сычуань, принят в эксплуатацию экспериментальный термоядерный реактор HL-2M Tokamak. Установка пришла на смену реактору HL-2A. Новый реактор позволит китайским учёным проводить эксперименты с плазмой, разогреваемой до температуры 150 млн °C, что в три раза больше, чем позволял HL-2A. И это в десять раз больше, чем внутри Солнца!
Последние проверки перед запуском термоядерного реактора в лаборатории в Чэнду. Источник изображения: STR/AFP
Экспериментальный термоядерный реактор HL-2M Tokamak станет новым, более совершенным полигоном для изучения течения термоядерных реакций. Разогретая до сверхвысоких температур магнитоактивная плазма внутри реактора удерживается магнитным полем. По словам учёных, реактор HL-2M может удерживать плазму до 10 секунд.
Изучение процессов в лаборатории поможет довести разработку установки до создания экспериментального реактора, который начнут строить в Китае в следующем году, и до промышленного прототипа, который планируется построить к 2035 году. Переход к полномасштабной эксплуатации термоядерной энергии Китай рассчитывает осуществить к 2050 году.
Установка в сборе. Источник изображения: STR/AFP
Также работа реактора HL-2M Tokamak может помочь в развитии международного проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), в рамках которого на юге Франции строится термоядерный реактор с участием ведущих стран, включая Россию, Китай, США, Японию и других. Как и HL-2M Tokamak, реактор ITER будет разогревать изотопы водорода до 150 млн °C. Поскольку реактор ITER будет введён в эксплуатацию в период с 2023 по 2025 годы, эксперименты на китайском реакторе HL-2M могут помочь в осуществлении проекта. Ждём интересных результатов!
Источник
Учёные только что создали мини-Солнце в лаборатории!
Чтобы поближе взглянуть на Солнце и изучить солнечный ветер, команда исследователей создала в лаборатории своё собственное миниатюрное Солнце – со своим собственным электромагнитным полем и плазмой.
Учёные из Университета Висконсин-Мэдисон сконструировали алюминиевую вакуумную камеру шириной 3 метра (10 футов), которую они назвали “большой красный шар”, чтобы воссоздать солнечную физику, которая наблюдается внутри Солнца и вокруг него.
“Меня привлекла простота и глубокие последствия эксперимента для практического изучения физики Солнца в лаборатории”, – сказал Этан Петерсон, аспирант факультета физики университета и ведущий автор исследования.
В центре солнечной модели находится магнит, имитирующий магнитное поле Солнца , и исследователи накачали гелий в маленькое Солнце, чтобы ионизировать газ и превратить его в плазму. Затем они использовали электрический ток, который, наряду с магнитным полем, заставил плазму вращаться.
Солнце и его атмосфера состоят из плазмы – смеси положительно и отрицательно заряженных частиц при чрезвычайно высоких температурах. Солнечный ветер уносит эту плазму от Солнца в космическое пространство.
“Мы также знаем, что Солнце – это вращающийся плазменный шар, и поэтому мы создаём плазму в этом дипольном магнитном поле, а затем вращаем её и наблюдаем, что происходит”, – сказал Петерсон.
Петерсон вместе с профессором физики Кэри Форестом впервые намеревались воспроизвести спираль Паркера, названную так в честь астрофизика Юджина Паркера. Спираль Паркера – это структура, которая формируется над поверхностью Солнца под действием его магнитного поля.
Во время эксперимента исследователи также наблюдали выбросы капель плазмы от солнечного ветра. Сначала они были удивлены, наблюдая, как эти плазмоиды или плазменные капли выбрасываются с такой регулярной частотой.
Эти плазменные капли были похожи на выбросы плазмы из реального Солнца, которые наблюдались спутниками. Источник этих реальных выбросов остаётся неизвестным. Наблюдая своё мини-Солнце, исследователи нанесли на карту область, где магнитное поле было более слабым, и плазма двигалась быстрее, заставляя этот материал разрушаться и выбрасываться радиально.
По словам Петерсона, “большой красный шар” создал свою первую плазму ещё в 2012 году, и с тех пор исследователи модернизировали модель, проведя цикл экспериментов.
Команда будет использовать мини-Солнце для дальнейшего изучения основных свойств плазмы, а также того, как именно движется солнечный ветер.
Полученные результаты были опубликованы 29 июля в журнале Nature Physics.
Источник
Учёные создали искусственное мини-солнце
Это заслуга американских физиков.
Американские ученые из Висконсинского университета смогли в лабораторных условиях создать мини-копию Солнца, чтобы лучше узнать о строении настоящей звезды.
Этот научный проект называется Big Red Ball. Он первый, в ходе которого ученым удалось создать реакции, имитирующие магнитное поле Солнца. Конечно, абсолютно все процессы в полной мере смоделировать в лаборатории не получится, но уже сейчас удалось реализовать движение солнечной плазмы.
В ходе своих исследований учёные собираются установить, почему и как возникает солнечный ветер. Он представляет собой поток заряженных частиц плазмы и газа, который с чрезвычайно высокими скоростями струится с поверхности звезды, пишут «Известия».
Сейчас мини-модель Солнца представляет собой полую трехметровую сферу, заполненную гелиевой плазмой. Для создания магнитного поля, ученые поместили в центр сферы магниты. В итоге, когда физики включили мини-копию, частицы начали вращаться вокруг центра из-за силы внутреннего ядра.
При скорости в 35,5 тыс. км/ч плазма вырвалась за пределы сферы, показав, как работает солнечный ветер и в итоге проект помог ученым разобраться в том, как ему удается преодолеть притяжение звезды.
Всегда в курсе событий в Твиттер. Подписаться
Кешбэк за детский лагерь: как ленинградцам вернуть половину стоимости турпутевок через портал «Госуслуги»
Полиция нашла родственников младенца, оставленного в петербургском супермаркете
Общественная палата Ленобласти подготовила около двух тысяч кандидатов в наблюдатели на выборах
Более 31 тыс. человек сдали тест на коронавирус в Петербурге за минувшие сутки
Чем опасны синтетические наркотики и как с ними борются в России
Кардиолог назвала провоцирующие образование тромбов продукты
Фургон подбил машину ДПС на Зеленогорском шоссе
Ученые заявили о связи COVID-19 с болезнью Паркинсона
В Ленобласти командиры ЗВО отработали ведение боя с учетом опыта современных вооруженных конфликтов
В Петербурге начинается реставрация Благовещенской церкви в Александро-Невской лавре
Сегодня общество решает проблемы борьбы за здоровье близких, за экономический достаток. Но мы только тогда становимся по-настоящему людьми, когда в нас живут социально-культурные приоритеты.
Станислав Еремеев
Политолог, ректор Ленинградского областного университета имени А.С. Пушкина
Герои нашего времени: как в Ленобласти медработников поздравляли и за мужество благодарили
Герои нашего времени: как в Ленобласти медработников поздравляли и за мужество благодарили
Сергей Вылегжанин: Мы можем гордиться нашей дружной медицинской ленинградской семьей
Стратегический объект: как Александр Дрозденко самую активную почту в Мурино открывал
Источник