Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Института сильноточной электроники СО РАН изучили особенности излучения «убегающих» электронов: они образуются при термоядерном синтезе.
Для того, чтобы изучить термоядерные источники энергии, нужен специальный реактор для слияния ядер изотопов водорода (токамак). Это большая камера, где плазма нагревается циркулирующим током до температуры в сотни миллионов градусов. Происходит реакция слияния, ее продукты уносят энергию, которая потом перерабатывается в электричество.
Другой подход — лазерная технология, которая позволяет получить термоядерную реакцию за счет синхронизации пучков нескольких десятков лазеров в одной точке, где помещается капсула, содержащая термоядерное «топливо».
Все эти подходы основывались на ранее сделаном теоретическом выводе: продукты термоядерной реакции — это обычно нейтроны и альфа-частицы, которые взаимодействуют с передней стенкой реактора. Но выяснилось, что там присутствуют и электроны с очень большой энергией. Они могут нести дополнительную радиационную нагрузку на стенку, что приведет к ее преждевременному разрушению. Такие электроны, получившие название «убегающие», сейчас интенсивно исследуются.
Александр Потылицын, профессор Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ
В данный момент исследователи изучают характеристики оптического излучения электронов на микротроне ТПУ, в котором электроны ускоряются до энергии от 3-6 МэВ. Это как раз интересующий нас энергетический диапазон, который не могут получить наши коллеги из других центров, например, в Италии или Китае, отмечает Потылицын.
В ходе работы впервые эффективно получилось выделить черенковское излучение электронов от изотропного фонового излучения. В эксперименте выбиралась геометрия детектирования оптического излучения из кварцевого радиатора при изменении угла разворота радиатора относительно электронного пучка для различных углов наблюдения.
Ученые планируют продолжить эксперименты для получения информации об оптимальных характеристиках радиатора для регистрации черенковского излучения убегающих электронов для различных энергетических диапазонов до 6 МэВ. Также планируется определить коммерчески доступный материал радиатора, его радиационную стойкость, оптические характеристики, технологичность изготовления и многое другое.
Читать также
Найдено предполагаемое царство исчезнувших хеттов. Что обнаружили археологи?
Ледник «Судного дня» оказался опаснее, чем думали ученые. Рассказываем главное
Материя около черной дыры впервые была получена в лаборатории. Что это значит?