Наши физики сделали шаг к ускорению разработки борных термоядерных реакторов

Российскими учёными подобраны оптимальные условия, позволяющие изменить уровень взаимодействия между протонами и ядрами бора. Итогом эксперимента стала возможность активных термоядерных реакцияй даже без использования мощных лазеров для разгона частиц до высоких энергий.

Это открытие, рассказали сотрудники Центра научной коммуникации МФТИ, стало важным шагом в ускорении разработки термоядерных реакторов, более простых и безопасных для природы.

Авторы работы подчеркивают, что им удалось открыть новый подход в области безнейтронных реакций, показав, что протон-борная термоядерная реакция может быть осуществлена и без внешних источников, подобных лазерам или протонным пучкам. Что открывает перспективы создания безопасных и эффективных источников энергии.

Физики уже несколько лет исследуют разные подходы к механизму безнейтронного ядерного синтеза. Это отдельный класс термоядерных реакций, при которых не генерируется опасное нейтронное излучение, ещё и уносящее около 80% возникающей в ходе реакций энергии. Новинка позволит заметно упростить дизайн реакторов, а также повысить КПД.

Ученые выбрали на роль основы для таких энергетических установок реакцию между бором-11 и протонами (ядрами атомов водорода). Она даёт выделение большого объёма энергии и приводит к образованию бериллия-8 и альфа-частиц (ядер атомов гелия-4), а они могут использоваться, в частности, для выработки электричества. Применению этого метода в реакторах мешает необходимость разгона частиц до высоких энергий для запуска этого типа реакций. Что, в свою очередь, требует сверхмощных лазеров.

Исследователи из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН нашли возможность обойти это препятствие через применение особых магнитных ловушек и системы наносекундного вакуумного разряда, чтобы сформировать плазму из бора и протонов, разогретую до температур, при которых становится возможным "безлазерный" термоядерный синтез. Они создали компьютерную модель такого устройства и рассчитали, как будут взаимодействовать частицы внутри него.

Расчеты помогли специалистам в подборе оптимальной формы, положения электродов и других особенностей структуры устройств, дающих возможность реакциям между бором и протонами протекать максимально часто и порождать больше всего альфа-частиц. Полученные данные, надеются авторы работы, станут серьезным шагом к практическому использованию безнейтронного термоядерного синтеза в деле получения экологически чистой энергии.