Фізики на шляху до створення штучного Сонця: що може змінити нове відкриття
Джерело:
Interesting EngineeringАмериканські фізики розробили нову техніку рентгенівської візуалізації, яка може змінити майбутнє енергетики. Науковцям вдалося детально вивчити тривимірну структуру нанопени – матеріалу, що відіграє вирішальну роль в експериментах зі створення штучного Сонця на Землі.
Основна увага нового дослідження зосереджена на експериментах з інерціальним керованим термоядерним синтезом. В такий спосіб намагаються відтворити умови для цього процесу шляхом стиснення паливної таблетки до надзвичайно високої щільності.
Дивіться також Інноваційний підхід Техасу: понад 6 000 овець допоможуть зберегти сонячні електростанції
Що відомо про експеримент
Для проведення експериментів паливо повинно бути утримане в дуже точній конфігурації, і одним із перспективних матеріалів для цього є пориста піна, відома як нанопіна. Проте оцінити ефективність нанопіни в таких експериментах складно, оскільки наявні методи або руйнують її тонкі структури, або не забезпечують достатньої роздільної здатності для детального аналізу. Фізики вважають, що новий метод рентгенівської візуалізації здатен розв'язувати ці проблеми.
Цей метод дозволяє створювати зображення шляхом аналізу розсіяних фотонів. Завдяки цьому вчені змогли з високою точністю візуалізувати тривимірну наноструктуру мідної піни, що має ключове значення для експериментів з термоядерного синтезу.
Новий підхід до візуалізації дозволяє реконструювати вихідний зразок із надзвичайно високою роздільною здатністю, створюючи деталізоване 3D-зображення внутрішньої структури піни. За словами дослідників, у цьому методі використовується когерентність і яскравість рентгенівського лазера на вільних електронах.
Що показали отримані зображення
На отриманих зображеннях видно, що мідна піна має меншу однорідність, ніж очікувалося. Багато тонких оболонок піни зазнали деформацій, що могло вплинути на їхню ефективність у експериментах з інерціально керованим термоядерним синтезом. Вчені вважають, що ці дані можна використати для вдосконалення методів виготовлення піни та адаптації цих матеріалів для експериментів з термоядерного синтезу.
Це відкриття може сприяти створенню термоядерної енергії через злиття легких атомних ядер, які перетворюються в одне важче ядро. Під час цього процесу вивільняється енергія, оскільки загальна маса отриманого ядра менша, ніж маса двох вихідних ядер. Залишкова маса перетворюється на енергію.
Вважається, що термоядерна енергія є чистою та майже безмежною, і якщо її вдасться отримати, це дозволить відмовитися від викопного палива та інших джерел енергії.