Авторский канал Андрея Коршунова, научного журналиста "Известий". Факты, события, которые взрывают мозг!
Subscribers990 +0 24h
Reach per post (ERR)–– avg views
Posting–last 3 months ago
Reactions per 1K views–
Как получить металлический водород для ракетного топлива
Привет, друзья! Один из самых необычных материалов, который может существовать во Вселенной, — это металлический водород. Его получение на Земле — одна из великих задач современной физики.
Об этом на ТШПФ* рассказал заведующий отделением Института физики высоких давлений имени Л.В. Верещагина Андрей Михеенков.
Однако, чтобы получить металлический водород, нужно сжать вещество с давлением в 5 млн атмосфер. В природе подобные состояния, вероятно, возможны в недрах планет — газовых гигантов. Таких как Юпитер и Сатурн.
Как считают некоторые ученые, сообщил Андрей Михеенков, теоретически металлический водород может обладать свойством сверхпроводимости при комнатной температуре.
Это значит, что он может пропускать электрический ток без потерь на сопротивление. Такие качества, в частности, открывают перспективы по созданию линий передачи электроэнергии с КПД почти 100%.
Кроме того, сверхпроводящие магниты на основе этого материала могут стать основой для создания поездов на магнитной подушке нового поколения.
Кроме того, металлический водород рассматривают как потенциальное сверхмощное ракетное топливо, которое могло бы в десятки раз увеличить эффективность космических полетов.
Механизм его работы основан на переходе из металлообразной в газообразную форму, при котором будет выделяться огромная энергия, запасенная в веществе при его сжатии.
По словам Андрея Михеенкова, сейчас ученые близко подошли к возможности получить металлический водород на Земле.
Одно из многообещающих направлений — исследование гидридов (соединений водорода с другими элементами), в которых водород приобретает металлические свойства и сверхпроводимость.
Это происходит, потому что в таких соединениях атомы создают своеобразную «матрицу», которая как бы «сжимает» атомы водорода.
Благодаря этому для перехода водорода в металлическое состояние требуется меньшее внешнее давление, чем для чистого водорода.
В том числе в последние годы были открыты «супергидриды» (например, гидрид лютеция), в которых свойства сверхпроводимости проявляются при менее чем миллионе атмосфер.
Такие давления уже более сопоставимы с теми, которые можно получить на земном оборудовании.
———
* Троицкая школа повышения квалификации преподавателей физики «Актуальные проблемы физики и астрономии: интеграция науки и образования» (всероссийская научно-практическая школа - конференция), Москва-Троицк, 27-31.10.2025
repost
⚡️ В ФИАН предложили новый тип атомов для создания квантовых компьютеров с долговременной памятью
Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Российского квантового центра впервые подробно изучили нейтральные атомы тулия как перспективную платформу для квантовых вычислений.
Специалисты исследовали свойства этого элемента в качестве кубитов – битов квантовой информации – и продемонстрировали возможности эффективного управления их квантовым состоянием – как с помощью микроволнового излучения, так и посредством лазеров. Научная статья опубликована в топовом журнале PRX Quantum.
«Главным достижением работы стало удержание стабильного квантового состояния до 55 секунд. Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире. Также, мы предложили метод «переключения» кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», – поделился соавтор исследования, директор ФИАН академик Николай Колачевский.
По словам ученого, примечательно также, что все эксперименты проводили на установке, которую изначально создали для разработки компактных сверхточных оптических часов на основе атомов тулия. Это говорит о том, что атомы тулия – это многофункциональная платформа, перспективная для самых разных направлений в квантовых технологиях. Читать далее...
🧔♂️ Подписаться на ФИАН
Российские системы дистанционного зондирования Земли
Привет, друзья! Государственная группировка спутников ДЗЗ составляет 20 космических аппаратов. Об этом рассказал замгендиректора АО «Российские космические системы» Андрей Емельянов*.
Это четыре «Канопус-В» и один «Канопус-В-ИК» (обзорное наблюдение), два «Ресурс-П» (высокодетальное наблюдение), два «Кондор-ФКА» (радиолокация), два «Арктика-М», три «Электро-Л», два «Метеор-М» (гидрометеорология) и четыре «Ионосфера-М» (гелиогеофизические измерения).
До конца года группировку пополнят еще один «Электро-Л» и радиолокационный спутник «Обзор-Р».
Помимо этого, в начале следующего года введут в строй два космических аппарата «Аист-2Т», которые предназначены для 3D-моделирования поверхности Земли.
Также в 2027 году на орбиту отправят демонстраторы технологий малых спутников в рамках проектов «Автограф» (обзорное наблюдение) и «Беркут» (высокодетальная съемка).
На горизонте 2032-2036 года запустят спутники «Ресурс-ПМ-М», которые обеспечат зондирование Земли с экстравысоким разрешением — до 0,2 м.
Помимо этого группировку пополнят новые типы частных космических аппаратов.
Подробнее — на сайте Российской академии наук.
———
Выступление состоялось в понедельник, 10 ноября, в рамках XXIII Международной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса».
Она проходит в Москве на базе Института космических исследований РАН.
Возобновляемая нефть
Привет, друзья! В недрах Земли могут находиться запасы нефти абиогенного происхождения (то есть не из древних лесов и планктона).
Об этом рассказал директор Института физики высоких давлений РАН, академик РАН Вадим Бражкин*.
Он объяснил, что в институте изучают свойства сжатого состояния вещества. В том числе было установлено, что при температуре, давлении и катализаторах простые неорганические молекулы (например, угарный газ и водород) могут соединяться в сложные углеводороды.
Аналогичные реакции могут происходить и в глубине нашей планеты. Затем эти вещества, поднимаясь через трещины и разломы в земной коре, могут вступать в реакции с минералами и образовывать составы, которые мы сейчас называем нефтью.
Таким образом, по мнению ученого, природа теоретически может создавать нефть небиологического происхождения.
— Например, на спутнике Сатурна Титане существуют метановые озера. Этот газ чисто геологического происхождения, — уточнил Вадим Бражкин.
Если гипотеза верна, считает академик, то абиогенную нефть можно рассматривать как дополнение к запасам углеводородов биологического происхождения.
В отличие от последней она относится к возобновляемым ресурсам.
———
Встреча с ним состоялась в рамках Троицкой школы повышения квалификации преподавателей физики. Она прошла с 27 по 31 октября.
Поселки на атомных «батарейках»
Привет, друзья! Проект биопоселений с атомными станциями малой мощности представили в Москве на просветительском марафоне «Знание.Наука». Концепт разработали в НИЦ «Курчатовский институт».
Поселения предназначены для обеспечения комфортных условий жизни, сопоставимых со столичными, в удаленных, труднодоступных районах нашей страны. В первую очередь, на Севере.
Подробнее — в материале "Известий"
edited
С днем народного единства!
Привет, друзья! Академик Мстислав Келдыш, оживший благодаря нейросетям, поздравляет с праздником!
За основу сгенерированного фрагмента взят проект скульптурной группы «Космос — для человека», которая будет посвящена отечественным ученым, работавшим в области космических исследований.
Памятник установят на площади Академика Келдыша на пересечении улиц Профсоюзной и Обручева — перед зданием Института космических исследований РАН.
Это пространство получило название в честь «главного теоретика» отечественной космонавтики, академика Мстислава Келдыша, президента АН СССР в 1961–1975 гг., который внес огромный вклад в становление отрасли.
В частности, Келдыш возглавлял комиссию Академии наук по искусственным спутникам Земли, которая занималась подготовкой к запуску первого искусственного орбитального аппарата.
Затем руководил Межведомственным научно-техническим советом по космическим исследованиям при АН СССР, который фактически определял программу научного освоения космоса в нашей стране.
repost
Второй искусственный спутник Земли: не только Лайка, но и научный триумф
3 ноября 1957 г. в 05:30 по московскому времени с космодрома Байконур состоялся запуск второго ИСЗ - первого в мире научно-исследовательского космического аппарата.
Решение о запуске спутника с животным на борту было принято в рекордно сжатые сроки - 17 октября 1957 г. Для закрепления успеха СССР в космосе по личному распоряжению Н.С. Хрущева необходимо было отметить 40-ю годовщину Октябрьской социалистической революции запуском следующего спутника принципиально нового класса. Это стало возможным благодаря использованию оставшейся резервной ракеты Р-7 от первого спутника и самоотверженной работе инженеров и ученых, трудившихся в авральном режиме под руководством главного конструктора С.П. Королева. А непосредственными организаторами уникального биологического эксперимента выступили специалисты Научно-исследовательского испытательного института авиационной медицины ВВС.
Общий вес полезной нагрузки Второго ИСЗ составлял 508,3 кг. Спутник был оснащен источниками электропитания и радиопередатчиками, работающими на частотах 20 и 40 мегагерц. Научное оборудование включало приборы для изучения солнечного спектра и космических лучей, а также герметичную кабину с подопытной собакой Лайкой, средствами ее жизнеобеспечения и системой терморегулирования, датчиками медицинских показателей, температуры и давления на борту, информация с которых передавалась на Землю по телеметрии. Расчетная продолжительность активной работы спутника на околоземной орбите не превышала 5-7 суток.
Особую роль в этом успехе сыграли Академия наук СССР и М.В. Келдыш, тогда председатель специальной Комиссии Президиума АН СССР по искусственным спутникам Земли. Он выступил инициатором научной программы с использованием даже простейших спутников для проведения исследований. Кроме того, еще в начале 1950-х гг. он собрал в Математическом институте группу учёных, заложившую теоретические основы космических полётов. Т.М. Энеев, Д.Е. Охоцимский, Э.Л. Аким и др. разработали методики расчёта орбит и баллистического спуска, без которых были бы невозможны не только полёт Лайки, но и последующие космические полеты.
Полёт Лайки имел фундаментальное значение для будущих пилотируемых экспедиций и доказал возможность живого организма переносить экстремальные перегрузки при старте и существовать в условиях невесомости. Путь в космос для человека был открыт.
Фрагменты кинохроники подготовки и запуска второго ИСЗ. 1957 г. Архив РАН. Ф. 2299. Оп. 1. Д. [114]
Ядерное топливо нового типа
Привет, друзья! Микротвэлы — ядерное топливо нового типа для реакторов новейшего IV поколения — стали производить в России. Технологию отработали на НИИ НПО «Луч» (входит в Росатом).
Микротвэлы — это керамические микрокапсулы с сердечниками из диоксида урана, покрытые специальными защитными слоями. Их диаметр — менее 1 мм.
Капсулы компонуют в специальные топливные компакты (цилиндры размером с мизинец), в каждом из которых — около 4 тыс. микротвэлов.
Этот источник энергии станет ключевым звеном в технологии получения водорода в больших количествах. Такие объемы необходимы для развития водородной энергетики в России.
— В России реализуют масштабный проект по разработке технологий водородной энергетики. В его рамках ведется разработка технологических решений для создания Атомных энерготехнологических станциях (АЭТС) с высокотемпературным газоохлаждаемым реактором (ВТГР) и химико-технологической частью (ХТЧ).
Они предназначены для крупнотоннажных производств водородсодержащих продуктов, — рассказал замгендиректора по науке АО «НИИ НПО «ЛУЧ» Андрей Мокрушин.
По словам ученого, ВТГР — реактор IV поколения. За счет гелиевого теплоносителя он сможет работать при температуре, которая в 2-3 раза превышает температуру обычных реакторов. В развитии этих систем Россия занимает лидерские позиции в мире.
Микротвэлы, собранные в компакты, — это топливо для ВТГР. Они обеспечат надежную, безопасную и эффективную эксплуатацию реактора при температуре порядка 850 градусов (на выходе из активной зоны).
При этом само топливо способно выдерживать до 1100 градусов в норме и до 1600–1700 градусов при испытаниях.
— К настоящему моменту в рамках комплексной программы НИОКР по разработке АЭТС с ВТГР и ХТЧ подготовлен и утвержден технический проект реакторной установки, созданы и проходят испытания новые специальные материалы (жаропрочные сплавы, крупноблочный реакторный графит, углерод-углеродные композиционные материалы).
Также разработаны, ведется разработка систем и оборудования реакторной установки, — объяснил начальник лаборатории АО «НИИ НПО «ЛУЧ» Владислав Туманов.
Опытно-промышленная линия, добавил он, по производству топлива для ВТГР включает четыре технологических участка и более 20 позиций уникального оборудования российского производства.
Она рассчитана на изготовление 250 тыс. топливных компактов в год. Это количество необходимо для отработки технологии. Этот этап продлится до 2028 года. После чего будет запущено серийное производство для экспериментальной АЭТС.
— Водород — это экологичный топливный элемент, который при сгорании выделяет обычную воду и не порождает парниковые газы.
Его, в частности, предполагают использовать в виде топлива, в автомобилях и на других видах транспорта. Кроме того, этот газ широко применяют в химической промышленности, — пояснил замдиректора Института ядерной физики и технологий НИЯУ МИФИ, д.ф.-м.н. Георгий Тихомиров.
Водород, который будут получать предложенным методом, предположил эксперт, может оказаться более дешевым и вытеснит другие способы его производства.
Подробнее — в материале «Известий».
«Синяя книга» плутониевого проекта
Привет, друзья! В истории есть артефакты, от которых буквально зависит ход времени. Один из них — «Синяя книга» — предварительный отчет по технологиям выделения плутония*.
Документ появился на свет в 1946 году. В нем описан ацетатно-фторидный процесс, который впоследствии лег в основу промышленного производства тяжелого металла.
Его разработала группа ученых под руководством Виталий Хлопина — основателя и директора Радиевого института.
— Одной из главных проблем советского атомного проекта была ограниченность урановых ресурсов. К примеру, 1945 году в стране было всего около 200 тонн урана по сравнению с 38 тысячами тонн в США.
Это потребовало разработки особых методов выделения и переработки урана с минимальными потерями, — сообщил ученый секретарь АО «Радиевый институт имени В.Г. Хлопина» д.х.н. Игорь Смирнов.
По его словам, значение предложенной Хлопиным технологии заключалось в том, что она позволила нарабатывать плутоний, обходясь малым количеством урана, что было критично для СССР.
Плутоний — это ключевой элемент для проведения цепной реакции. В ядерном заряде вокруг него размещают взрывчатые вещества. При синхронном подрыве они сжимают плутониевое ядро до сверхкритического состояния.
В результате начинается цепная реакция деления, в ходе которой за миллионные доли секунды высвобождается энергия взрыва.
Разработка ученых под руководством Виталия Хлопина стала основой для создания радиохимического завода — «объекта Б» в составе комбината №817 (сейчас — ПО «Маяк»).
На этом заводе 16 апреля 1949 года получили первый в стране промышленный плутоний получили в виде слитка массой 8,9 грамма.
А уже 29 августа того же года на Семипалатинском полигоне была испытана РДС‑1 — первая советская атомная бомба, где плутониевый заряд стал «сердцем» устройства.
Всего существовало три экземпляра «Синей книги», но только один сохранился в Радиевом институте.
Сегодня этот документ — свидетельство научного прорыва советских ученых, благодаря которому СССР создал паритет с США в создании ядерного оружия.
Это позволило установить на Земле стратегическое равновесие сил, которое помогло предотвратить новые глобальные конфликты.
———
* Документ был представлен на выставке в рамках XIV Хлопинских чтений, которые прошли в Санкт-Петербурге 27 октября.
Эта конференция посвящена основополагающим проблемам радиохимии. Ее проведение возобновили после почти 40-летнего перерыва.
На прошедших Чтениях специалисты обсудили вопросы создания полного замкнутого ядерного топливного цикла.
На фото: 1. Первый разворот «Синей книги»; 2. Образец первого советского оружейного плутония (имитатор)
