Безмежна енергія все ближче: у Китаї побудували перший особливий термоядерний реактор

Уперше у світі було побудовано високотемпературний надпровідний токамак і це важлива віха на шляху до отримання чистої термоядерної енергії.

Китайська компанія Energy Singularity, яка займається розробками у сфері термоядерної енергії, побудувала перший у світі високотемпературний надпровідний токамак. Він отримав назву HH70 і розташований у Шанхаї. Це важливий крок уперед на шляху до отримання чистої енергії, заснованої на термоядерному синтезі. Така енергія створюється в надрах Сонця, пише Interesting Engineering.

У світі зростає кількість сонячних і вітрових електростанцій у той час, коли людство намагається відмовитися від викопного палива і перейти до більш чистої енергетики. Але ці джерела енергії не є постійними, а тому залежність від викопного палива знижується занадто низькими темпами.

Єдиним джерелом енергії, яке не виділяє вуглекислий газ в атмосферу, є атомна енергетика, що базується на розщепленні ядер атомів. Але АЕС не надто безпечні й до того ж виділяється величезна кількість шкідливих відходів.

Тому вчені в усьому світі намагаються створити термоядерні реактори, які могли б стати заміною АЕС, де виробляється чиста і майже безмежна термоядерна енергія. Це енергія, яка виділяється під час термоядерного синтезу.

Під час такого синтезу, який відбувається за надзвичайно високих температур, атоми водню зливаються, утворюють гелій і виділяється дуже багато енергії як побічний продукт. Така реакція відбувається в ядрі Сонця і вчені працюють над тим, щоб підтримувати стабільну термоядерну реакцію на Землі. Для цього потрібно мати дуже гарячу плазму, яка утримується в спеціальних реакторах — токамаках.

Ці пристрої мають форму тора і можуть підтримувати дуже гарячу плазму за рахунок сильних магнітних полів. Таким чином створюються умови, схожі на ті, що є в ядрі Сонця, щоб отримати термоядерну енергію.

Традиційно токамаки є великими пристроями, а їхнє будівництво коштує дуже дорого. Компанія Energy Singularity за допомогою токамака HH70 показала, що ці реактори можуть бути невеликими, а вартість будівництва може бути набагато меншою.

У цьому токамаку використовується магнітна система, яка створена з високотемпературного надпровідного матеріалу, що складається з рідкоземельного оксиду барію і міді. Цей матеріал дешевший у видобутку і його можна виробляти у великих масштабах.

У китайській компанії стверджують, що вони можуть створити токамаки, які матимуть лише 2% розміру нинішніх експериментальних термоядерних реакторів. Таким чином менший розмір і зменшення вартості будівництва дає можливість перетворити такі реактори на термоядерні електростанції для комерційного використання.

Але поки що єдиною перешкодою на шляху до отримання термоядерної енергії є те, що фізикам поки що не вдалося отримати занадто багато енергії під час термоядерного синтезу.

Продуктивність термоядерних реакторів вимірюється з використанням значення Q. Це співвідношення енергії, яка була створена під час термоядерного синтезу, та енергії, витраченої на підтримку цієї реакції. Поки що вченим вдалося досягти значення Q, що дорівнює 1,53. Компанія Energy Singularity збирається створити реактори, які зможуть мати значення Q на рівні 10. Такий токамак має бути побудований до 2027 року.