|
Предсказание, что за термоядерным синтезом стоит энергия
|
|
|
|
Ученые всего мира усердно работают над усовершенствованием способов синтеза дейтерия и трития — двух тяжелых изотопов водорода — с помощью ядерного синтеза. Это топливо станет основой Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) на юге Франции, который станет самым современным ядерным реактором в мире, когда будет запущен в эксплуатацию в 2030-х годах.
|
|
|
|
Энергетическая магия этих двух изотопов известна уже более 80 лет. Одно из первых упоминаний о преимуществах DT—взаимодействий было сделано Эмилем Конопински — американским ученым, работавшим над Манхэттенским проектом во время Второй мировой войны, - который, как известно, упомянул на конференции по физике в Беркли в июле 1942 года, что дейтерий и тритий были бы хорошими компонентами для будущей термоядерной бомбы. Оставался только один вопрос: откуда вообще взялась идея использовать дейтерий и тритий?
|
|
|
|
Именно этим вопросом задавались Марк Чедвик и Марк Пэрис из Лос-Аламосской лаборатории, когда искали оригинального автора идеи использования DT-топлива для термоядерных реакций в попытке составить сборник по ранней истории исследований термоядерного синтеза. После недолгих поисков Чедвик и Пэрис нашли аудиозапись Конопински 1986 года, в которой он упоминает, что был вдохновлен “довоенными” исследованиями. Просматривая литературу по физике в период с 1934 года (когда был открыт тритий) до начала войны, Пэрис наткнулся на статью 1938 года, написанную малоизвестным физиком Артуром Рулигом под названием “Поиск гамма-лучей в результате реакции дейтрон-дейтрон”.
|
|
|
|
|
|
|
Рулиг изучал взаимодействия между дейтерием и дейтронами — ядрами атомов дейтерия — и упомянул о наблюдении протонов с очень высокими энергиями, которые, вероятно, образуются при вторичном слиянии нейтронов дейтерия и трития. По словам Чедвика и Пэриса, Рулиг отметил, что реакция DT “должна быть чрезвычайно вероятной”, но статья получила мало цитат. Интрига обострилась, когда исследователи поняли, что Рулиг и Конопински работали в Мичиганском университете в паре и даже имели общего наставника Джорджа Уленбека, который помог открыть спин электрона.
|
|
|
|
Располагая серьезными доказательствами, указывающими на то, что Рулиг был инициатором синтеза дейтерия и трития, Чедвик, Париж, и команда физиков из Университета Дьюка решили воссоздать эксперимент Рулига, чтобы понять идеи физиков и их роль в истории термоядерного синтеза.
|
|
|
|
“Повторение его эксперимента помогло нам интерпретировать его работу и лучше понять его роль, а также то, что оказалось его по сути правильными выводами”, - сказал Чедвик в заявлении для прессы. “Курс физики ядерного топлива подтвердил глубокие выводы Артура Рулига”.
|
|
|
|
Команда использовала тандемный ускоритель в Университете Дьюка, чтобы, по сути, шаг за шагом воссоздать оригинальный эксперимент Рулига, опубликовав результаты на прошлой неделе в журнале Physical Review C. Команда обнаружила ожидаемые вторичные реакции DT, и, хотя соотношение этих взаимодействий было меньше, чем первоначально оценивал Рулиг, эксперимент, тем не менее, предоставил чрезвычайно убедительные доказательства того, что первоначальные испытания Рулига, вероятно, ознаменовали начало исследований человечеством процесса синтеза дейтерия и трития.
|
|
|
|
“Независимо от несоответствия скорости слияния, предложенной Рулигом, нашим современным представлениям, наше повторение не оставляет сомнений в том, что он был, по крайней мере, качественно прав, когда сказал, что слияние DT было ”чрезвычайно вероятным"", - сказал Чедвик в заявлении для прессы. “Я думаю, мы все гордимся тем, что Артур Рулиг снова вошел в историю как важный вклад в текущие жизненно важные исследования”.
|
|
|
|
Источник
|
