Учёные планируют использовать плазму Солнца как источник мощной энергии на Земле

Исследователи Ирландии и Франции сегодня объявили о новом значительном открытии — им удалось выяснить, как материя ведет себя в экстремальных условиях солнечной атмосферы.

Ученые использовали большие радиотелескопы и ультрафиолетовые камеры на космическом корабле NASA SDO, чтобы лучше понять экзотическое, но плохо понимаемое «четвертое состояние вещества». Это вещество, известное как плазма, может стать ключом к созданию безопасных, чистых и эффективных генераторов ядерной энергии на Земле. Ученые опубликовали свои выводы в ведущем международном журнале Nature Communications.

Большая часть вещества, с которым мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни, имеет форму твердого тела, жидкости или газа, но большая часть Вселенной состоит из плазмы — крайне нестабильной и электрически заряженной жидкости. Солнце также состоит из этой плазмы.

Несмотря на то, что плазма является самой распространенной формой материи во Вселенной, она остается загадкой для ученых, — в основном это связано с тем, что ее практически нет в естественных условиях на Земле, это затрудняет ее изучение. Специальные лаборатории на Земле воссоздают экстремальные условия космоса для этой цели, но Солнце представляет собой полностью естественную лабораторию для изучения поведения плазмы в условиях, которые часто слишком экстремальны для создания вручную, в наземных лабораториях.

Ученый из Тринити-колледжа Дублина и Дублинского институте перспективных исследований (DIAS), доктор Эоин Карли, руководил международным сотрудничеством по этой тематике:

«Солнечная атмосфера является очагом экстремальной активности: температура плазмы превышает 1 миллион градусов Цельсия, а частицы движутся со скоростью, близкой к скорости света. Частицы со скоростью света ярко светятся на радиоволнах, поэтому мы можем точно контролировать поведение плазмы с помощью больших радиотелескопов «.

«Мы тесно сотрудничали с учеными Парижской обсерватории и проводили наблюдения Солнца с помощью большого радиотелескопа, расположенного в Нанчай в центральной Франции. Мы объединили радионаблюдения с ультрафиолетовыми камерами на космическом корабле Solar Dynamics Observatory, чтобы показать, что плазма на Солнце часто может излучать радио-свет, который пульсирует, как маяк. Мы знали об этой деятельности десятилетиями, но наше использование космического и наземного оборудования позволило нам впервые изобразить радиоимпульсы и точно увидеть, как плазма становится нестабильной в солнечной атмосфере «.

Изучение поведения плазмы на Солнце позволяет сравнить их поведение на Земле, где в настоящее время предпринимаются большие усилия для создания термоядерных реакторов. Это генераторы ядерной энергии, которые намного безопаснее, чище и эффективнее, чем их кузены из реактора деления, которые мы сегодня используем для производства энергии.

Профессор DIAS и сотрудник проекта Питер Галлахер (Peter Gallagher) тоже высказался по этому поводу: «Ядерный синтез — это другой тип генерирования ядерной энергии, который объединяет атомы плазмы, в отличие от их разделения, деления. Процесс синтеза более стабилен и безопасен, и это не требует высокорадиоактивного топлива; фактически большая часть отходов, полученных в результате термоядерного синтеза, представляет собой инертный гелий. «Единственная проблема заключается в том, что ядерная термоядерная плазма очень нестабильна. Как только плазма начинает генерировать энергию, некоторые естественные процессы отключают реакцию. Хотя такое поведение отключения похоже на врожденный защитный выключатель (термоядерные реакторы не могут формировать побочные реакции) это также означает, что плазму трудно поддерживать в стабильном состоянии для выработки энергии. Изучая, как плазма становится нестабильной на Солнце, мы можем узнать о том, как управлять ей на Земле».

Успех этого исследования стал возможен благодаря тесным связям между исследователями из Тринити, DIAS, и их французскими сотрудниками. Доктор Николь Вилмер, ведущий сотрудник проекта в Париже, отметила, что Парижская обсерватория имеет давнюю историю радионаблюдения Солнца, начиная с 1950-х годов. Объединившись с другими радиоастрономическими группами по всей Европе, они смогли сделать такие принципиально новые открытия.