На шляху до безмежної енергії: фізики використали майонез для термоядерного синтезу

Щоб розібратися з проблемою структурної цілісності термоядерних капсул, які використовуються в інерціальному термоядерному синтезі, фізики використали звичайний майонез. Результати дослідження опубліковані в журналі Physical Review E. Нагадуємо, що в результаті термоядерного синтезу виділяється майже безмежна енергія і вчені шукають рішення для того, щоб зробити цей процес стабільним і довговічним, пише Phys.

 

Усі зірки, зокрема й Сонце, живуть, поки в їхніх ядрах відбувається термоядерний синтез водню. Фізики вважають, що цей процес можна відтворити і на нашій планеті в термоядерних реакторах. У результаті можливо отримати майже безмежну енергію, яка могла б вирішити енергетичні проблеми людства. Але створити умови, які схожі на ті, що діють у ядрах зірок, дуже непросто, тож науковці шукають розв’язання цієї проблеми.

Інерціальним термоядерним синтезом називається процес, під час якого виникає термоядерна реакція за допомогою швидкого нагріву та стиснення капсул з ізотопами водню. За дуже високої температури та величезного тиску капсули плавляться та створюють плазму, яка генерує термоядерну енергію.

За словами фізиків, з огляду на те, що потрібна температура на рівні в кілька мільйонів градусів Цельсія та тиск, що вимірюється в гігапаскалях, постає проблема. Вона пов’язана з тим, що в плазмі створюються нестабільності, які можуть знизити вихід необхідної енергії. Ця проблема відома як нестійкість Релея-Тейлора. Вона виникає між речовинами з різною густиною, коли градієнти густини і тиску перебувають в різних напрямках.

За словами фізиків, вони використовували майонез у своїх експериментах, тому що він поводиться як тверде тіло, але під впливом градієнта тиску починає текти як рідина. Якщо використовувати відомий соус, то немає необхідності створювати дуже високий тиск і температуру.

Учені використовували для експериментів спеціально створену установку, щоб імітувати умови течії плазми. Щойно прискорення перетинало критичне значення, майонез починав текти. Науковці з’ясували, що до того, як течія ставала нестабільною, майонез проходив через кілька станів. Тобто відбувалася його деформація.

За словами фізиків, за еластичним станом слідував стабільний пластичний стан, а потім майонез починав текти і виникала нестабільність. Розуміння переходу між двома стадіями має вирішальне значення, оскільки час, коли починається пластична деформація, може підказати фізикам, коли почнеться нестабільність. Виходячи з цього вчені намагалися контролювати процес, щоб залишатися в межах стабільного пластичного стану. Вчені кажуть, що знайшли умови, за яких можна затримати або повністю придушити нестабільність.

Це відкриття має велике значення, оскільки воно може дати інформацію про конструкцію капсул з ізотопами водню, щоб вони ніколи не ставали нестабільними. Нові дані фізиків є важливим кроком вперед до отримання майже безмежної термоядерної енергії.