Question

Что мешает осуществить термоядерные реакции в земных условиях?

Answer 1

Ответ:

Термоядерную реакцию пока невозможно произвести на Земле.

Для этого необходимо удержать плазму с температурой 50-100 млн. град. плотностью 10 в 16 степени ионов на куб. см. в течении 1 секунды. Плотность и температура достигнута, а время удержания плазмы зависит от геометрических размеров токамака. В США достигнуто время удержания 0,3 сек. Установка высотой с 25-ти этажный дом.

Другими словами: для этого нужны большие температуры

и реакцию не удержать.

Answer 2

Осуществление управляемых термоядерных реакций (таких как реакции, происходящие внутри Солнца) на Земле представляет собой сложную научную и техническую задачу. Главные преграды в осуществлении термоядерных реакций в земных условиях включают:

1. Высокие температуры и давления: Термоядерные реакции происходят при экстремально высоких температурах и давлениях, какие существуют в центрах звезд. Это создает необходимость создания и поддержания таких условий на Земле, что требует огромных энергетических затрат и сложных технических решений.

2. Управление топливом: Внутри звезд термоядерные реакции поддерживаются естественным образом благодаря гравитационному давлению. На Земле нужно создать условия для управления термоядерными реакциями, чтобы предотвратить их нес контролируемый разрыв или ускорение.

3. Магнитные поля и конфайнмент: Для поддержания высокотемпературной и плотной плазмы (горячей заряженной частицы) на Земле используются устройства, такие как токамаки и стеллараторы. Однако удержание плазмы на нужных условиях (как минимум несколько секунд) с помощью магнитных полей представляет собой сложную задачу из-за тепловых и инстабильных процессов.

4. Энергетические затраты: Создание и поддержание необходимых условий для термоядерных реакций требует больше энергии, чем они могут произвести. Это называется энергетическим затратом "привязки" и является одной из основных технических сложностей.

5. Излучение и радиационные эффекты: В процессе термоядерных реакций образуются высокоэнергетические частицы и излучение, которые могут повредить материалы оболочек реакторов, делая их долговечность ограниченной.

6. Топливо и обработка отходов: Термоядерные реакции требуют топливо в виде легкой водородной изотопной смеси (деутерия и трития), которое является радиоактивным и имеет свои проблемы с безопасным хранением и утилизацией.

Не смотря на эти трудности, исследования в области термоядерной энергетики продолжаются, и существует надежда на нахождение решений для эффективного и безопасного осуществления управляемых термоядерных реакций на Земле. Проекты, такие как международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER), предпринимаются для достижения этой цели.