Фізікі ўпершыню стварылі вадкі вуглярод
9- 26.05.2025, 15:58
- 6,598

Гэта адкрывае шлях да бязмежнай энэргіі.
Навукоўцы ўпершыню стварылі вадкі вуглярод з дапамогай магутнага лазера і ўпершыню вывучылі ў лабараторыі яго структуру. Раней меркавалася, што гэта немагчыма. Гэта дасягненне з'яўляецца важнай вяхой на шляху да атрымання тэрмаядзернай энэргіі, бо вадкі вуглярод разглядаецца як найважнейшы кампанент будучых тэрмаядзерных рэактараў.
Даследаванне апублікавана ў часопісе Nature, піша Interesting Engineering.
Вадкі вуглярод адыгрывае важную ролю ў такіх тэхналогіях, як тэрмаядзерныя рэактары, дзе адбываецца тэрмаядзерны сінтэз для атрымання практычна бязмежнай энэргіі. Дагэтуль фізікі мелі смутнае ўяўленне аб тым, што з сябе ўяўляе вуглярод у вадкай фазе. Справа ў тым, што ў такім стане яго практычна немагчыма вывучаць у лабараторыі. Пры нармальным ціску вуглярод не пераходзіць у вадкую фазу, а адразу становіцца газападобным.
Вуглярод становіцца вадкім толькі пры экстрэмальна высокім ціску і пры тэмпературы прыкладна 4500 градуса Цэльсія, што з'яўляецца самай высокай тэмпературай плаўлення ўсякага матэрыялу. Такіх умоў вельмі цяжка дасягнуць у лабараторыі.
Але навукоўцы выкарыстоўвалі вельмі магутны лазер, каб упершыню стварыць вадкі вуглярод і вывучыць яго структуру. Даследаванне пацвердзіла прагнозы мадэлявання вадкага вугляроду. У гэтай фазе вуглярод уяўляе сабою складаную форму вадкасці, якая валодае зусім адмысловымі структурнымі ўласцівасцямі.
Стварэнне вадкага вугляроду ўключала складаны працэс. Фізікі выкарыстоўвалі магутны лазер для стварэння экстрэмальных умоў, расплаўляючы ўзоры цвёрдага вугляроду. Адначасова з дапамогай рэнтгенаўскіх прамянёў удалося вызначыць размяшчэнне атамаў усярэдзіне вадкага вугляроду. І ўсё гэта ўдалося зрабіць за мільярдныя долі секунду, хаця эксперымент паўтаралі некалькі разоў, каб правесці дакладныя вымярэнні.
У выніку навукоўцы аб'ядналі ўсе звесткі, каб атрымаць поўнае ўяўленне аб пераходзе вугляроду з цвёрдай у вадкую фазу. Раней асноўнай праблемай было правядзенне дакладных вымярэнняў цягам гэтых кароткіх імгненняў, калі адбываецца пераход вугляроду з адной фазы ў іншую.
Гэты навуковы прарыў мае значныя наступствы для будучай тэрмаядзернай энэргетыкі. Вадкі вуглярод з яго выключна высокай тэмпературай плаўлення і ўнікальнымі структурнымі ўласцівасцямі ўважаецца за найважнейшы кампанент будучых тэрмаядзерных рэактараў.
Вадкі вуглярод можа служыць як астуджальным кампанентам для рэактараў, так і запавольвальнікам нейтронаў, што з'яўляецца жыццёва важнай функцыяй для падтрымання ланцуговых рэакцый, неабходных для тэрмаядзернага сінтэзу.
Нагадваем, што стабільны тэрмаядзерны сінтэз дазволіць ствараць практычна бязмежную энэргію. Такі сінтэз адбываецца ў ядрах зорак, калі зліваюцца атамы вадароду і выдзяляецца неймаверна вялікая колькасць энэргіі. Зорны сінтэз можна паўтарыць на зямлі і навукоўцы актыўна працуюць над тым, каб тэрмаядзерныя электрастанцыі сталі рэальнасцю ў найбліжэйшай будучыні.