Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Атомные часы побили рекорд точности — на сцену вышел тяжёлый лютеций
24.09.2026 [12:16],
Геннадий Детинич
Учёные из Национального университета Сингапура создали новый тип сверхточных атомных часов, отказавшись от давно используемых веществ вроде цезия и рубидия. Физики впервые показали возможность работать с атомами лютеция — истинного «тяжеловеса» среди других элементов для атомных оптических часов. За счёт большей массы лютеций вносит меньше погрешностей в измерения и делает их точнее, добиваясь рекордных показателей точности определения времени. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok/3DNews Атомная масса лютеция составляет 71. Он находится в конце ряда лантаноидов, сразу после иттербия. Это крайне редко встречающийся в природе металл. Но его свойства крайне ценны для создания атомных оптических часов. За счёт чрезмерной тяжести атома его собственные колебания намного меньше, чем у того же цезия. Более того, частота используемого в часах на лютеции оптического перехода составляет около 354 ТГц — примерно в 10 000 раз выше частоты микроволнового перехода, используемого в цезиевых атомных часах. Сочетание этой частоты и пониженного уровня ошибок — это то, что делает часы на лютеции максимально точными на сегодняшний день. Также «тяжесть» атомов лютеция делает их менее чувствительными к магнитным полям и перепадам температур. Это означает, что атомные часы на их основе будут одинаково точны на Северном полюсе и в Сахаре. Для эксперимента использовался один ион изотопа лютеция-176, удерживаемый в специальной электромагнитной ловушке при комнатной температуре. Лазер с длиной волны около 848 нм переводил ион между двумя энергетическими состояниями. Именно частота этого перехода использовалась как чрезвычайно стабильный эталон времени. В эксперименте две независимые установки сравнивали между собой около 200 часов. Их частоты совпали с относительным расхождением около 10-19, а достигнутая систематическая неопределённость (вносимая внешними факторами погрешность) составила 1,2 и 1,3 × 10-19 для обеих установок. Это примерно в четыре раза лучше предыдущего рекорда точности оптических атомных часов на ионах кальция, установленного китайскими учёными. Достигнутая точность означает, что часы способны замечать чрезвычайно малые изменения частоты, возникающие даже из-за различий в гравитационном потенциале. Например, подобные оптические часы потенциально позволяют измерять изменения высоты на миллиметровом масштабе. В перспективе их можно применять для сверхточной геодезии, проверки общей теории относительности и поиска очень слабых изменений фундаментальных физических констант. В частности, это может быть важно для создания единой теории гравитации. При этом установка работает при обычной комнатной температуре и не требует сложной криогенной системы, что делает технологию перспективной для создания новых эталонов времени. Аппетиты ИИ разогнали атомную энергетику Китая — в стране строят АЭС и SMR, и готовят термоядерный прорыв
23.09.2026 [14:52],
Геннадий Детинич
Свежая передовица Financial Times посвящена лидерству Китая в области атомных электростанций, малых модульных реакторов и перспективных термоядерных установок для удовлетворения растущих потребностей искусственного интеллекта. Находясь под санкциями и запретом на экспорт технологий из США, Китай фактически стал лидером в освоении мирного атома, получив преимущества, о которых западный мир может только мечтать. 
Стенд на апрельской выставке в Пекине. Источник изображения: Costfoto/NurPhoto Начало процесса стремительного роста производства энергии в Китае авторы связывают с производственной базой в стране, призванной удовлетворить мировой спрос на товары. В современных реалиях энергопотребление завязано на платформах искусственного интеллекта, в которых Китай пока отстаёт от США, но имеет историческое преимущество в виде развитой в прошлом для поддержки промышленного производства генерации и распределения электрической энергии. В то же время ИИ поднимает планку — для него электричества никогда не будет в достатке. На первом этапе Китай будет закрывать потребности с помощью классических АЭС. Как пишет Financial Times, из 58 новых энергетических ядерных реакторов, находящихся сейчас в стадии строительства в мире, более половины сооружаются в Китае. При этом Пекин одновременно инвестирует в традиционные АЭС, малые модульные реакторы (SMR) и термоядерные установки, рассматривая атомную энергетику как один из способов обеспечить долгосрочный рост электропотребления, повысить энергетическую независимость и сократить выбросы углерода. По оценке Wood Mackenzie, электропотребление китайских центров обработки данных может увеличиться примерно в четыре раза — до 774 ТВт·ч в год к 2030 году. Основным фактором такого роста становится расширение вычислений с использованием ИИ, для которых требуются не только огромные объёмы электроэнергии, но и стабильное круглосуточное энергоснабжение. Для сравнения, Международное агентство по атомной энергии отмечает, что мировое потребление электроэнергии, связанное с ИИ и обработкой данных, может вырасти с примерно 460 ТВт·ч в 2022 году до более 1000 ТВт·ч уже к концу 2026 года. Источник сокрушается, что Китай пользуется «недемократическими» методами хозяйственного регулирования и тем самым получает преимущество перед развитыми странами. За счёт этих рычагов и финансирования со стороны государства и крупного бизнеса реализуется множество проектов в энергетике, формируя в стране наилучшие в мире условия для поддержания энергетической безопасности и расширения производства электроэнергии. В частности, наряду со строительством обычных АЭС в Китае создаётся собственная технологическая цепочка для производства и эксплуатации малых модульных реакторов. Источник приводит пример компании Junhe Atomic, основанной в 2025 году бывшим заместителем главного инженера двух крупнейших китайских атомных корпораций — CNNC и CGN. Компания рассчитывает начать эксплуатацию SMR примерно с 2031 года и рассматривает размещение компактных реакторов на территориях бывших угольных электростанций. Такой подход позволит потенциально использовать существующие площадки, сетевую инфраструктуру и готовые подстанции. В отличие от крупных АЭС, SMR рассчитаны на более компактное размещение и массовое изготовление значительной части оборудования на заводах. Наконец, персонал бывших электростанций может получить новые рабочие места, что также немаловажно. Однако наиболее амбициозным направлением остаётся управляемый термоядерный синтез. Китай располагает несколькими экспериментальными термоядерными установками и строит новые. Ряд частных компаний занят разработкой уникальных проектов, исповедующих иные принципы получения термоядерных реакций. Например, источник отмечает китайскую компанию NovaFusionX. Её основатель долго работал в США и создал там основу для термоядерных импульсных установок с обращённой конфигурацией поля (field-reversed configuration, FRC). Его наработки, например, легли в основу проекта реактора компании Helion Energy. Теперь аналогичный реактор создаётся в Китае и обещает воспроизвести первый положительный выход энергии от реакции синтеза в 2030 году или около того. Впрочем, пока в Китае не надеются увидеть термоядерные электростанции в обозримом будущем. Сами китайцы сходятся на том, что термоядерная энергия в стране будет освоена не раньше 2050 года. Для этого предстоит решить ещё множество фундаментальных задач, но оно того стоит. Китайцы вывели «вечные» атомные батарейки на новый уровень мощности
08.07.2026 [14:04],
Геннадий Детинич
В идее атомных батареек заключена заманчивая мысль: никогда не думать о поддержании заряда смартфона или электромобиля. Пока безопасные в быту атомные источники питания не могут обеспечить достаточную мощность для питания энергоёмких устройств. К счастью, прогресс в совершенствовании подобных элементов питания есть. Например, китайские учёные за год смогли на порядок увеличить мощность атомных батареек. 
Источник изображения: Northwest Normal University Об успехе сообщила группа учёных из Северо-Западного педагогического университета (Northwest Normal University) и компании Gansu Zhulong Technology. Недавно они представили новое поколение атомной батарейки Qianjiyuan Tianshu на изотопе углерода-14 (14C) и связанный с ней карбид-кремниевый преобразователь энергии. Разработчики подчёркивают, что устройство создано без иностранных технологий и комплектующих, а сама работа позиционируется как переход от лабораторного прототипа к подготовке коммерческого продукта. Элемент вырабатывает энергию напрямую за счёт бета-распада углерода-14. При распаде этот изотоп испускает бета-электроны. Они улавливаются полупроводниковыми переходами на основе карбида кремния на границе с радиоактивным материалом, благодаря чему возникает электрический ток. Это как солнечная панель, только работающая на улавливании излучения, возникающего при распаде радиоактивного материала. Период полураспада 14C составляет около 5730 лет. По утверждению разработчиков, за 50 лет работы такая батарейка потеряет лишь 5 % мощности. Это настоящая находка для кардиостимуляторов и медицинских имплантов, элементы питания в которых сегодня приходится менять каждые 10–15 лет. Уровень вырабатываемой атомной батарейкой мощности вышел на микроватты и достиг 1,13 мкВт, тогда как год назад предыдущий экземпляр демонстрировал мощность 433 нановатт. Также по сравнению с предыдущим образцом количество радиоактивного материала снижено до 22 % от первоначального уровня, ток короткого замыкания вырос в 2,5 раза (до 0,713 мкА), максимальная мощность — в 2,6 раза, а эффективный объём уменьшен до 17 % (до 16,8 см3) от прежнего значения, что дало рост объёмной плотности мощности в 15,5 раза. Напряжение холостого хода осталось на уровне 2,06 В. Заявленные характеристики атомных батареек далеки от возможности питать бытовую технику, но даже на такие элементы есть устойчивый спрос, и не только в сфере здравоохранения. Это датчики интернета вещей, аппаратура для глубоководных и полярных исследований, космические зонды, необслуживаемые узлы связи и сфера обороны. Разработчики заявляют рабочий диапазон элемента от −100 до +200 °C — это хороший задел для практического использования таких элементов в суровых условиях космоса и Земли. Физики впервые запустили ядерные часы — они могут превзойти атомные по точности и помочь в поисках тёмной материи
14.06.2026 [15:57],
Андрей Созинов
Группа физиков впервые продемонстрировала работоспособные ядерные часы — устройство для измерения времени, основанное не на переходах электронов между энергетическими уровнями, как в современных атомных часах, а на переходах внутри атомного ядра. Идея таких часов была предложена ещё несколько десятилетий назад, однако реализовать её на практике удалось только сейчас. 
Источник изображения: ChatGPT Современные атомные часы считаются самыми точными измерительными приборами в мире. Они отслеживают частоту переходов электронов между энергетическими состояниями в атомах цезия или рубидия и способны ошибаться менее чем на одну секунду за сотни миллионов лет работы. Однако ядерные часы используют иной принцип: их «маятником» служат колебания атомного ядра. Ключевым элементом нового устройства стал изотоп тория-229. Его уникальная особенность заключается в наличии чрезвычайно низкоэнергетического ядерного перехода между основным и возбуждённым состояниями ядра. Энергия этого перехода составляет около 8,4 эВ, что позволяет возбуждать его с помощью ультрафиолетового лазера. Большинство известных ядерных переходов сопровождаются испусканием высокоэнергетических гамма-квантов, поэтому управлять ими при помощи лазеров невозможно. Торий-229 оказался редким исключением, благодаря чему исследователи смогли использовать его в качестве основы для нового устройства. В созданном прототипе часов лазер настраивается на строго определённую частоту, соответствующую переходу ядра тория-229. Поглощение и последующее переизлучение фотонов формируют стабильные колебания, которые выполняют роль «тиков» часов. В новом эксперименте ядра тория-229 были встроены в кристалл фторида кальция. Этот материал прозрачен для ультрафиолетового излучения нужной длины волны и надёжно фиксирует атомы в кристаллической решётке, снижая влияние тепловых колебаний. Сигнал часов формируется коллективными колебаниями большого количества ядер одновременно, что улучшает точность измерений. Учёные считают, что в перспективе ядерные часы смогут превзойти атомные по стабильности. Поскольку размеры атомного ядра в тысячи раз меньше размеров электронной оболочки, оно значительно слабее подвержено влиянию внешних электромагнитных полей и других факторов окружающей среды, способных вносить погрешности в измерения. Концепция ядерных часов была предложена ещё в 1970-х годах, однако долгое время её реализацию сдерживало отсутствие точных данных о характеристиках перехода в тории-229. Лишь в последние годы серия экспериментов позволила определить его параметры с необходимой точностью. В 2024 году исследователи из совместного института JILA, созданного при участии Университета Колорадо в Боулдере и Национального института стандартов и технологий США (NIST), смогли достаточно точно измерить частоту перехода для последующего лазерного возбуждения ядра. Авторы работы подчёркивают, что нынешний прототип пока уступает лучшим оптическим атомным часам по точности. Однако сам факт создания работоспособной архитектуры рассматривается как важнейший шаг вперёд. Дальнейшее совершенствование лазерных систем и повышение качества кристаллов должно значительно улучшить характеристики устройства. Помимо сверхточного измерения времени, ядерные часы могут стать новым инструментом фундаментальной физики. В отличие от атомных часов, чувствительных главным образом к электромагнитным взаимодействиям, ядро напрямую связано со слабыми и сильными ядерными взаимодействиями. Благодаря этому такие приборы способны регистрировать чрезвычайно малые изменения фундаментальных физических констант. Исследователи считают, что сравнение показаний ядерных и оптических атомных часов может помочь в поисках сверхлёгкой тёмной материи. Согласно ряду теоретических моделей, она способна вызывать едва заметные периодические изменения фундаментальных констант по мере движения Земли через соответствующие поля. Кроме того, новые часы могут использоваться для проверки гипотез о возможном изменении физических констант на космологических временных масштабах, что имеет непосредственное отношение к исследованиям тёмной энергии и эволюции Вселенной. В Китае стартовали испытания мощнейшего мобильного атомного реактора на грузовом автомобиле
28.04.2026 [21:32],
Геннадий Детинич
Китайские СМИ сообщили, что в стране начались испытания прототипа атомного реактора, который можно перевозить на обычном грузовике. По словам разработчиков, это рекордсмен — первый в мире 10-МВт мобильный ядерный энергоблок. Разработка велась несколько лет, и сейчас команда ищет сферы для его практического применения. Мощности реактора достаточно, чтобы обеспечить электричеством средний центр обработки данных искусственного интеллекта. 
Источник изображения: SCMP Решение отличается исключительной компактностью, высоким уровнем безопасности и способностью работать десятки лет без замены топлива. Его можно назвать «атомным пауэрбанком» — модуль обеспечит резервной, а то и основной энергией достаточно требовательный объект на любой отдалённой территории. Разработчики считают, что новая установка может считаться новым поколением мобильных атомных реакторов, значительно превосходящим предшественников. Возможности применения реактора поистине широки. Он может снабжать энергией удалённые районы и острова, служить аварийным источником питания в особых условиях, приводить в движение суда, обеспечивать космические платформы и поддерживать энергоёмкие вычисления искусственного интеллекта. Последнее вызывает вопросы в случае Китая как страны с развитой системой стационарных магистралей распределения электроэнергии, но мало ли. Автомобильные версии атомных реакторов также активно начали разрабатывать в США. Но там с самого начала не скрывали интереса военных к таким системам. Микроволновое и лазерное вооружение немыслимо без мобильных и мощных источников питания. Китайские учёные наверняка в курсе таких интересов и тоже сотрудничают с военными. США буквально отстали от мира — блэкаут в Колорадо замедлил национальный эталон времени на 4,8 микросекунды
22.12.2025 [20:06],
Сергей Сурабекянц
Правительство США рассчитывает официальное время страны, используя более десятка атомных часов на федеральном объекте к северо-западу от Денвера. На прошлой неделе ураган обесточил лабораторию Национального института стандартов и технологий (NIST). В результате, по словам представителя NIST, «время NIST UTC [универсальное координированное время] оказалось на 4,8 микросекунды медленнее, чем должно было быть». 
Источник изображения: unsplash.com С 2007 года официальное время в США определяется министерством торговли, которое курирует NIST, совместно с ВМС США. Национальный стандарт времени известен как NIST UTC. При этом UTC является отдельным глобальным стандартом времени, в который США и другие страны вносят согласованные измерения. В настоящее время NIST рассчитывает время, используя взвешенное среднее из показаний 16 атомных часов, расположенных в институтском кампусе в Боулдере. Атомные часы, включая водородные мазеры и цезиевые часы, используют естественные резонансные частоты атомов для определения времени с чрезвычайно высокой точностью. 
Источник изображения: NIST Во время отключения электроэнергии все атомные часы продолжали работать благодаря своим системам резервного питания, сообщил руководитель исследовательского отдела NIST Джефф Шерман (Jeff Sherman). По его словам, сбой заключается в нарушении связи и расхождении показаний между некоторыми часами и системами измерения и распределения NIST. По словам Шермана, временной дрейф в 4,8 микросекунды слишком мал, чтобы иметь значение для широкой публики, но он может серьёзно нарушить работу приложений, связанных с критической инфраструктурой, телекоммуникациями, сигналами GPS и многим другим. Поэтому NIST предоставил таким «высококлассным» пользователям доступ к другим сетям синхронизации времени и уведомил их о сбое. 4,8 микросекунды — это чуть меньше 5 миллионных долей секунды. Для того, чтобы моргнуть, человеку требуется около 350 000 микросекунд. Созданы «атомные» часы для смартфонов — скорость связи и точность навигации выйдут на новый уровень
19.12.2025 [13:38],
Геннадий Детинич
На ежегодном мероприятии Annual IEEE International Electron Devices Meeting (71-м по счёту) представлено интересное и чрезвычайно перспективное решение — кремниевые часы с точностью, почти сравнимой с атомными. Разработка на порядки меньше и значительно энергоэффективнее современных атомных часов — вплоть до возможности установки в смартфоны, что позволит связи и навигации шагнуть далеко вперёд по скорости и точности. 
Источник изображения: Matthew Parker Устройство создали исследователи Университета Мичигана (University of Michigan). В своей основе это MEMS (микроэлектромеханическая система). Часы имеют размер меньше кубика сахара, что резко контрастирует с лабораторными атомными часами размером со шкаф. Разработка также выгодно выделяется на фоне современных электронных часов, например продукции компании SiTime. Новинка проще и работает на основе фундаментальных законов физики, а не за счёт изощрённых электронных схем. Новые часы используют вибрации кремниевой пластины с пьезоэлектрической плёнкой — это генерирует базовый временной сигнал. Прорыв обеспечило легирование кремния фосфором, что сделало материал физически устойчивым к температурным изменениям и позволило электронике активно корректировать дрейф частоты. Второй находкой стало использование встроенного датчика температуры. Электроника обнаруживает изменения и автоматически регулирует нагреватель, а также вносит коррекции в физические свойства кремниевой плёнки, электрически изменяя её жёсткость, что компенсирует внешние воздействия. В диапазоне температур от −40 °C до +85 °C частота практически не меняется. После 8 часов работы отклонение составляет всего 102 наносекунды, что при линейном масштабировании на неделю даёт дрейф чуть более 2 микросекунд. Это в 100 раз точнее существующих коммерческих MEMS-генераторов (например, от SiTime). По сравнению с атомными часами разработка по точности уступает лучшим лабораторным моделям на несколько порядков, но сопоставима со стабильностью миниатюрных атомных часов, при этом занимая в десятки раз меньше места и потребляя в 10–20 раз меньше энергии. Атомные часы требуют серьёзной изоляции от окружающей среды и отличаются высоким энергопотреблением, что делает их непригодными для компактных устройств. Разработка финансируется DARPA с целью создания часов, отклоняющихся не более чем на 1 мкс за неделю. Такие часы могут в корне изменить работу электроники там, где GPS недоступен: в космосе и под водой. Наконец, станет возможным устанавливать более точные часы в смартфоны, гарантируя повышение скорости передачи пакетов, что будет востребовано в будущем по мере роста скоростей передачи данных. Китай подключил второй энергоблок АЭС «Чжанчжоу» — крупнейшей станции с реакторами «Хуалун-1»
24.11.2025 [13:38],
Владимир Мироненко
В Китае в субботу успешно подключили к государственной электросети второй энергоблок крупнейшей в мире атомной электростанции «Чжанчжоу» на базе китайских реакторов третьего поколения «Хуалун-1», сообщил Global Times со ссылкой на заявление China General Nuclear Power Group (CGN). Компания отметила, что это стало стало важным шагом на пути к массовому развёртыванию реакторов серии «Хуалун-1». 
Источник изображения: CMG/Global Times Сообщается, что после первого тестового подключения к сети энергоблок работает стабильно и все технические показатели соответствуют проектным нормам. Теперь реактору предстоит пройти ряд плановых испытаний в рамках дальнейшей проверки его характеристик и соответствия всем условиям коммерческой эксплуатации. Строительство второго энергоблока АЭС «Чжанчжоу» в провинции Фуцзянь началось 4 сентября 2020 года, а загрузку ядерного топлива в реактор произвели 11 октября 2025 года. «Хуалун-1» является самым распространённым реактором в мире, как среди действующих, так и строящихся. По словам директора Китайского центра исследований экономики энергетики при Сямэньском университете Линя Боцяна (Lin Boqiang), «Хуалун-1» соответствует стандартам безопасности, технологической сложности и экономической эффективности, предъявляемым к реакторам третьего поколения, являясь действительно конкурентоспособным предложением на мировом рынке атомной энергетики. «Он фактически стал флагманским брендом Китая, поскольку страна расширяет свою роль в международном сотрудничестве в области атомной энергетики», — подчеркнул Линь. Он отметил, что «Хуалун-1» не уступает ведущим мировым проектам немногих стран, способных серийно производить реакторы третьего поколения — в основном, Китая, США и Франции. Линь добавил, что китайская атомная отрасль также обладает очевидными преимуществами в плане сроков строительства, производственных мощностей, инженерной эффективности и общей конкурентоспособности затрат. «Более десяти лет Китай является практически единственной страной, стабильно строящей атомные электростанции в больших масштабах, прочно занимая лидирующие позиции в мире по своим строительным возможностям», — заявил Линь в интервью Global Times. Спонсируемая Биллом Гейтсом малая АЭС TerraPower прошла экологическую экспертизу в США
25.10.2025 [19:54],
Геннадий Детинич
Компания TerraPower сообщила, что её проект малого ядерного реактора Natrium на расплаве солей натрия прошёл экологическую экспертизу у регулятора в США. Комиссия по ядерному регулированию (NRC) не обнаружила никаких неблагоприятных последствий для экологии в случае эксплуатации проекта Natrium. Это решение приблизило момент начала строительства реактора вблизи города Кеммерер в штате Вайоминг, который станет первым реактором в США этого класса. 
Источник изображений: TerraPower В NRC добавили, что одобрение выдано на шесть месяцев раньше ожидаемого. Возможно проведение экспертизы ускорило то обстоятельство, что ещё в мае 2025 года Дональд Трамп в числе прочих подписал указы, направленные на ускорение бюрократических процедур при рассмотрении проектов в сфере атомной энергетики. Впрочем, для начала реализации первого в США проекта TerraPower компания не стала дожидаться экологических выводов NRC и приступила к подготовке неядерной инфраструктуры на площадке ещё в июне 2024 года. Для начала создания непосредственно реактора и сопутствующей «атомной» инфраструктуры компания TerraPower должна получить ещё ряд разрешений. В частности, до конца текущего года должна быть завершена оценка безопасности объекта. И хотя процесс движется в правильном направлении, вероятный запуск объекта в эксплуатацию понемногу отодвигается в будущее. Очевидно, что первоначальные планы запустить первый реактор Natrium в работу в 2028 году уже не будут воплощены в жизнь. Запуск реактора в работу произойдёт уже после 2030 года. Кроме того, для компании TerraPower остаётся открытым вопрос поставок топлива класса HALEU для реактора. Такое топливо в США пока не производится в достаточном количестве. За последние годы в стране запустили несколько проектов по обогащению урана до уровня HALEU с обогащением свыше 20 %, но пока реальных предложений нет. До 2022 года топливо этого класса в США поставляла преимущественно Россия. Поставки не были остановлены, но в США пытаются найти им альтернативу до начала коммерческой эксплуатации реакторов новых поколений.  Возвращаясь к проекту Natrium, напомним, что первый реактор будет вырабатывать электрическую мощность 345 МВтэ. Топливо в расплаве и расплав до и после реактора будут течь преимущественно самотёком. В этой системе предусмотрен теплоизолированный бассейн с тепловой ёмкостью 840 МВт. За счёт запаса тепла выработку электричества можно будет гибко наращивать до 500 МВтэ в часы наивысшего потребления. Поскольку расплав солей способен поглотить условно неограниченное количество тепла от распадающегося топлива, такому реактору не грозит взрыв ни при каких авариях. Безопасно и экологично — вот мотив продвижения таких реакторов. В Китае разработали особенно эффективную атомную батарейку, которая прослужит более 50 лет
20.08.2025 [14:50],
Геннадий Детинич
Учёные из Сямэньского университета (XMU) представили перспективную атомную батарейку со сроком службы свыше 50 лет. Искусственное старение опытного элемента показало снижение работоспособности за этот срок примерно на 13 %, что делает его востребованным для источников автономного питания в космосе и в суровых уголках нашей планеты. 
Источник изображений: Light: Science & Applications 2025 Новый элемент использует явление сцинтилляции — спонтанного свечения материала под воздействием радиации. Возникающие в рабочем (сцинтиллирующем) материале вспышки света принимаются встроенными в элемент фотоэлектрическими ячейками, которые вырабатывают электричество. Один раз собранный элемент будет годами вырабатывать ток, не требуя замены в течение десятилетий. Это необходимо для питания бортового оборудования космических аппаратов, датчиков и сигнализации в океане, а также для навигационного и метеорологического оборудования на удалённых пунктах. Сегодня наиболее популярны атомные (радиоизотопные) источники тока на основе преобразования тепла в электричество (РИТЭГ), но они достаточно крупные. Радиофотоэлектрические элементы могут быть более компактными и одновременно эффективными, хотя по вырабатываемой мощности они уступают РИТЭГам. При этом спрос существует на оба типа решений. Новая китайская атомная батарейка (RPVC) основана на стронции-90. Для концентрации света на внутренних фотоэлектрических ячейках разработана волноводная структура (WLC). Сцинтиллирующее вещество объединено с волноводами, собранными в многослойную систему. Такой подход позволяет увеличивать мощность источника RPVC, просто добавляя слои. В качестве материала для сцинтилляции и волноводов используется гадолиний-алюминиево-галлиевый гранат, легированный церием (GAGG:Ce). GAGG:Ce — это монокристаллический сцинтиллятор, известный своими превосходными свойствами излучения фотонов. Он является одним из самых ярких доступных сцинтилляторов с пиком излучения на длине волны 520 нм. Батарейный блок преобразует радиоактивную энергию в свет, который затем направляется на фотоэлектрические элементы, вырабатывающие электричество. В ходе эксплуатационных испытаний одного блока RPVC эффективность преобразования энергии составила 2,96 %, что значительно выше показателей существующих конструкций подобных элементов. Вырабатываемая единичным блоком мощность достигала 48,9 мкВт, а в многослойной версии — 3,17 мВт. Также прототип продемонстрировал ток короткого замыкания 2,23 мА и напряжение холостого хода 2,14 В.  «Мы разработали и изготовили RPVC, который обеспечивает баланс между эффективностью и стабильностью, — заявили учёные. — Структура WLC обеспечивает трёхкратное повышение эффективности преобразования энергии по сравнению с обычными структурами из поливинилхлорида». После облучения элемента излучением, эквивалентным 50 годам работы источника, эффективность его оптического преобразования снизилась всего на 13,8 %. Это значит, что элемент может работать значительно дольше заявленного срока в 50 лет, что лишь повышает ценность разработки. Через 14 лет после Фукусимы в Японии снова начнут строить ядерные реакторы
23.07.2025 [13:54],
Геннадий Детинич
В 2011 году землетрясение и цунами разрушили АЭС «Фукусима», что вынудило власти остановить все действующие и строящиеся атомные станции в стране. Спустя 14 лет после этой аварии японская компания Kansai Electric Power возвращается к строительству новых реакторов. Она возобновила изыскания по проекту строительства АЭС в Михаме (префектура Фукуи). Новый реактор отражает стремлению властей резко увеличить объёмы производства электроэнергии за счёт атомной генерации. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews На сегодняшний день в Японии были вновь запущены 14 из 54 реакторов, остановленных после разрушительной аварии на АЭС «Фукусима». Поскольку большинство из них являются устаревшими, власти Страны восходящего солнца разрешили продлевать срок их эксплуатации до 60 лет. Это позволит обеспечить энергетическую стабильность до ввода в строй новых реакторов, строительство каждого из которых может занять до 20 лет. До 2011 года атомная энергетика обеспечивала Японию электроэнергией примерно на 30 %. Сегодня вклад АЭС в энергетический баланс страны составляет лишь 8,5 %. Согласно новым планам правительства, к 2040 году эту долю планируется увеличить до 20 %. Kansai Electric Power стала первой компанией, сделавшей шаг в этом направлении. До аварии на АЭС «Фукусима» Kansai Electric Power начала разработку проекта по строительству новых реакторов на площадке в Михаме, где расположены два старых остановленных реактора. Проект был заморожен на стадии начальных геологических изысканий. Сейчас Kansai возобновляет этап планирования строительства и готовит экологическую и геологическую экспертизу. «В такой бедной на ресурсы стране, как Япония, мы должны подумать о том, как обеспечить бесперебойное энергоснабжение, особенно с учётом роста новых отраслей промышленности, — заявил Нозому Мори (Nozomu Mori), президент Kansai Electric. — Мы считаем, что новое строительство и замена ядерных реакторов — это то, что мы должны сделать, поэтому проведём изыскания, чтобы принять обоснованное решение». Учёные создали самые точные атомные часы в истории — они помогут задавать правильные вопросы Вселенной
16.07.2025 [14:57],
Геннадий Детинич
Глубина понимания основ мироздания ограничена точностью научных инструментов. Чем они точнее, тем больше учёные узнают о свойствах материи. Предел был достигнут при изучении квантовых явлений, точность измерения которых совпадала с расчётами до 12 знаков после запятой. Учёные из Национального института стандартов и технологий США (NIST) позволят заглянуть дальше. Для этого они создали самые совершенные атомные часы с точностью до 19 цифры после запятой. 
Источник изображений: NIST Исследователи из NIST около 20 лет совершенствуют свои атомные часы на основе иона алюминия. Ион алюминия может «тикать» с самой высокой частотой, превосходя по этому параметру и стабильности популярные среди учёных атомные часы на основе цезия. Однако в работе с ионами алюминия существует другая проблема — их очень сложно охлаждать и измерять, хотя они малочувствительны к магнитным полям и колебаниям температуры. Чтобы «приручить» ионы алюминия и заставить их отсчитывать время, пришлось разработать особую ионную ловушку, на модернизацию которой ушли многие годы исследований. Финальная на сегодняшний день разработка представляет собой утолщённое алмазное основание и более толстые электроды из золота, которые помогли «рассасывать» паразитные электромагнитные поля на противоположных контактах ловушки. Поскольку напрямую ион алюминия сложно обнаружить и измерить его частоту — «тиканье», учёные добавили в ловушку компаньона — ион магния. Ион магния помог снизить температуру колебаний иона алюминия — охлаждал его, а также служил своеобразным зондом для считывания характеристик иона алюминия.  Оба иона были тесно связаны в ловушке ядерными взаимодействиями и известным образом влияли друг на друга. Для считывания состояний иона магния использовалась квантово-логическая спектроскопия. Выше, на снимке во врезке, можно чётко проследить заряд иона магния, тогда как для иона алюминия известна только примерная область его нахождения (обведена зелёным кружком). В паре с ионом магния ион алюминия, возбуждаемый высокостабильным лазером от установки JILA (оптический канал от которой пришлось тянуть по подземным коммуникациям на расстояние 3,6 км), продемонстрировал чрезвычайную стабильность, устойчивость колебаний и невероятную точность «тиканья». Это позволяет говорить о новом рекорде в точности атомных часов — до 19-го знака после запятой, или на 40 % точнее, чем в предыдущих платформах. Новые часы позволяют измерять время намного быстрее прежних. В частности, если раньше на каждое измерение уходили недели, то теперь оно сократилось до полутора суток. Ограничивающим фактором было небольшое время удержания возбужденного состояния иона — на уровне всего 150 мс. Модернизация установки увеличила это время до одной секунды. Невиданная ранее точность и стабильность отсчёта времени позволит продвинуться дальше в развитии фундаментальной физики, обеспечив углублённый поиск нарушений в свойствах элементарных частиц в рамках современной Стандартной модели. Наука считает свойства частиц неизменными, но это могло быть результатом недостаточно точных измерений. Новые, более совершенные атомные часы помогут это проверить. Также они окажутся полезными для разработки квантовой логики, оценки эффективности квантовых архитектур и во многих других областях физических наук. В конечном итоге они позволят задавать Вселенной правильные вопросы. Миллионы долларов на ветер — DARPA отменило проект космического рейдера на тепловом ядерном двигателе
02.07.2025 [23:17],
Геннадий Детинич
Официальный представитель Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов США (DARPA) заявил, что агентство отменило проект по созданию космического теплового ядерного двигателя (NTP), который оно разрабатывало совместно с NASA. Это решение было принято в связи с достижениями в современном ракетостроении, включая успехи компании SpaceX, а также после нового анализа перспектив атомных ракетных двигателей. 
Источник изображения: DARPA Программа DARPA DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations) по созданию демонстрационной ракеты с атомным ракетным двигателем для полётов в пространстве Земля-Луна была анонсирована в начале 2020 года. Позже в том же году первый контракт стоимостью $14 млн на черновое проектирование двигательной установки выиграла компания Gryphon Technologies. Это должен был быть тепловой ядерный двигатель, в котором реакция деления разогревала бы рабочее тело — сжиженный водород — и создавалась тяга за счёт выброса раскалённых газов в космос (что важно — радиоактивных газов). В 2021 году DARPA по программе DRACO заключило контракты с компаниями General Atomics ($22 млн), Blue Origin ($2,5 млн) и Lockheed Martin ($2,9 млн). Первая компания должна была разработать концепцию ядерного реактора, второй — разработать концепцию операционной системы и демонстрационного космического аппарата, а третьей — создать операционную и демонстрационную системы. Следует уточнить, что атомные двигатели обещали впечатляющую дальность полёта и длительность манёвров в космосе. К 40-м годам окололунное пространство обещает стать достаточно оживлённым. Проект DRACO должен был привести к созданию космического рейдера с большим запасом хода и высокой манёвренностью для операций патрулирования в этом пространстве. Как пояснили в Пентагоне, это необходимо для защиты бизнеса и научных программ в окололунном пространстве. Среди американских специалистов в то время тепловой ядерный ракетный двигатель считался наиболее перспективным. Поэтому в DARPA остановились на этом типе двигательной установки. Она обещала оказаться в 10 000 раз мощнее по тяге, чем электрические (ионные) двигатели, и в пять раз эффективнее ракетных двигателей на химическом топливе. В общем, тогда выбор казался очевидным. В 2023 году к программе DRACO присоединилось NASA, которое стало отвечать за подготовку к изготовлению двигателя и демонстрационной ракеты. Контракт на разработку двигателя был заключён с компанией BWX Technologies, а Lockheed Martin взялась изготовить ракету и интегрировать в неё силовую часть, а также провести испытание в космосе. Стоимость общего контракта составила $499 млн. Деньги на развитие проекта были выделены из бюджета NASA. Запуск демонстратора был запланирован на 2027 год. Сегодня у NASA сложное положение с финансами. В проекте бюджета на 2026 год средства на программу DRACO уже не предусмотрены. В NASA прокомментировали этот момент так: «Запрос также отражает решение нашего партнёра отменить демонстрационный проект Rocket for Agile Cislunar Operations (DRACO)». Представитель DARPA позже пояснил, что развитие в области средств доставки демонстрирует такой прогресс, что необходимость в атомных двигателях уже не так актуальна, как раньше. Так, стоимость запуска существенно снизилась, а новый анализ атомных двигателей показал, что на первое место выходят электроракетные ядерные двигатели. К слову, именно такой ядерный электроракетный или электроплазменный двигатель будет использоваться на российском ядерном буксире «Зевс». Таким образом, программа DRACO больше не актуальна, и её решено закрыть, несмотря на значительные суммы, потраченные на неё. Nvidia заинтересовалась атомной энергетикой и присоединилась к Биллу Гейтсу
20.06.2025 [11:59],
Сергей Сурабекянц
Nvidia через своё венчурное подразделение NVentures присоединилась к Биллу Гейтсу (Bill Gates) и HD Hyundai в финансировании стартапа в области атомной энергетики TerraPower. Эта компания с 2006 года разрабатывает малые модульные реакторы (Small Modular Reactor, SMR) для стандартизации, миниатюризации и масштабирования ядерной энергетики. Общий бюджет совместного проекта составляет $650 млн. 
Источник изображения: TerraPower TerraPower спроектировала и начала подготовку к строительству в Вайоминге атомной электростанции Natrium мощностью 345 мегаватт, которая использует жидкий натрий для охлаждения. Этот объект, как надёжный источник чистой энергии, включён в программу демонстрации усовершенствованных реакторов Министерства энергетики США. На площадке Natrium уже начато строительство вспомогательных сооружений, но одобрение от комиссии по ядерному регулированию, необходимое для начала возведения самого предприятия, пока не получено. TerraPower ожидает получить его до конца 2025 года, а ввод объекта в строй намечен на 2030 год. Nvidia — далеко не первопроходец в атомной энергетике среди технологических компаний:
Из лидеров лишь Meta✴✴ слегка задержалась на старте, заинтересовавшись ядерной энергетикой лишь в конце прошлого года. Westinghouse, столп ядерной энергетики США, продвигает свой микроядерный реактор eVinci. Этот блок легко умещается в грузовике и рассчитан на круглосуточную работу в течение восьми лет без дозаправки, после чего производитель обещает заменить его новым, чтобы минимизировать простой и обеспечить бесперебойную питание. На начальной стадии строительства находится демонстрационный реактор Kairos Hermes. Он предназначен для испытания технологии и на первом этапе сможет производить около 35 мегаватт тепла. В случае успеха и получения одобрения реактор будет перепрофилирован на выработку электроэнергии. Руководители всех крупных ИИ-компаний сходятся во мнении, что дальнейшее развитие ИИ в первую очередь зависит от наличия достаточных генерирующих мощностей. Европа перейдёт на торий и выработанный уран — помимо энергии это сэкономит на захоронении отходов АЭС
17.05.2025 [22:05],
Геннадий Детинич
Торий как широкодоступный компонент ядерного топлива для перспективных реакторов привлёк внимание не только китайцев. Европейцы тоже рассчитывают воспользоваться преимуществами реакторов на расплавах солей с использованием изотопов тория и отработанного уранового топлива. Это решит сразу две насущные проблемы в ЕС: избавит от необходимости дорогостоящего захоронения отходов АЭС и обеспечит выработку электроэнергии. 
Источник изображения: Thorizon По некоторым подсчётам, в ЕС накопилось достаточно отходов отработанного ядерного топлива, которого хватило бы для обеспечения континента электричеством на срок более 40 лет. В процессе ядерного распада урана в обычных реакторах атомных электростанций расходуется около 10 % заключённой в нём энергии. Отходы продолжают оставаться радиоактивными тысячи лет, что вынуждает создавать дорогостоящие хранилища отработанного ядерного топлива. В сочетании с определёнными изотопами тория отходы вновь можно превратить в топливо, заново запустив реакцию ядерного распада с выделением тепла. Ториевый реактор на расплаве солей построили в Китае и показали возможность его работы в полном цикле с заменой отработанного топлива. Ториевые реакторы на расплавах солей работают при обычном атмосферном давлении и поэтому считаются безопасными. В случае аварии расплав просто затвердеет, не создав условий для взрыва и разлёта радиоактивного материала. В Европе малый модульный реактор на расплаве солей с топливом из смеси тория и отработанного уранового топлива разрабатывает франко-голландский стартап Thorizon. Молодая команда привлекла €42 млн инвестиций и обещает создать первую работающую установку к 2030 году. Первый реактор будет чисто тепловым — мощностью 250 МВт. Он обеспечит подачу тепла (вероятно, перегретого пара) для определённых промышленных процессов. В дальнейшем установку можно будет модернизировать для выработки 100 МВт электрической энергии. Поскольку интенсивностью выделяемого тепла можно будет управлять, установка сможет перестраиваться по требованию в диапазоне от 50 до 300 МВт, обеспечивая буфер для возобновляемых источников энергии. Уникальность европейской установки на расплаве солей будет заключаться в системе сменных цилиндрических топливных картриджей. Картриджи будут содержать смесь соли, тория и отработанного урана. Традиционные схемы реакторов на расплавах солей подразумевают постоянную подачу в реактор расплава с топливом: свежего — на входе и отработанного — на выходе. Такой подход обещает длительный непрерывный цикл работы реактора, но сопряжён с коррозионной нагрузкой на систему транспортировки расплава. Европейский реактор будет лишён этого недостатка, поскольку топливо в расплаве будет подаваться в активную зону реактора в сменных картриджах. Ядерный ренессанс активировал разработку удивительных и перспективных решений в сфере атомной энергетики. Чистая при условии грамотной эксплуатации ядерная энергия восстановлена в правах после череды серьёзнейших аварий на АЭС во всём мире. Хочется надеяться, что тяжелейшие уроки ядерных катастроф выучены назубок — и подобное больше не повторится. |
|
✴ Входит в перечень общественных объединений и религиозных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25.07.2002 № 114-ФЗ «О противодействии экстремистской деятельности»; |
© 1997—2026 3DNews
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
