Безмежна енергія все ближче: "штучне Сонце" в Німеччині встановило новий рекорд

Про це пише Live Science.

"Штучне Сонце": шлях до безмежної енергії

За допомогою термоядерного синтезу можна отримати практично безмежну і чисту енергію, яка дасть змогу відмовитися від викопного палива, а також від використання АЕС.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Експериментальні термоядерні реактори іноді називають "штучними Сонцями". Річ у тім, що в цих ректорах можна створити енергію так само, як це робить Сонце. У ядрі нашої зірки відбувається синтез атомів водню, під час якого виділяється величезна кількість енергії. Майже такі самі умови, як у ядрі Сонця, можна створити в термоядерних реакторах, де відбувається синтез ізотопів (різних версій) водню. Отримана гаряча плазма зливається в більш важкі атоми і відбувається вихід неймовірно великої кількості енергії. При цьому плазму доводиться нагрівати до десятків мільйонів градусів Цельсія, а це набагато вище, ніж температура в ядрі Сонця. Інакше на Землі термоядерний синтез запустити неможливо.

Існує величезна проблема в тому, щоб відтворити в термоядерному реакторі схожі умови, що і в ядрі Сонця. Це необхідно, щоб плазма перебувала в стабільному стані. Поки що експериментальні термоядерні реактори споживають більше енергії, ніж можуть виробити.

Стелларатор — це один із типів термоядерного реактора. Він використовує потужні зовнішні магніти для управління плазмою всередині кільцевої вакуумної камери і підтримки стабільно високого тиску, а також високої температури.

Якщо простіші термоядерні реактори на кшталт токамак пропускають сильний струм через плазму для створення потужного магнітного поля, зовнішні магніти стелараторів краще стабілізують плазму через реакції синтезу. Такий тип реакторів можна буде використовувати в майбутніх термоядерних електростанціях.

Новий рекорд термоядерного синтезу

Під час нещодавніх експериментів за допомогою стеларатора Wendelstein 7-X фізики змогли побити рекорди, встановлені на токамаках JT60U в Японії та JET у Великій Британії, особливо за часом підтримання плазми в стабільному стані.

Німецьке "штучне Сонце" досягло нового рекордного потрійного продукту, а це ключовий показник для успіху термоядерних реакторів. Потрійний продукт являє собою комбінацію щільності частинок у плазмі, температури, необхідної для синтезу цих частинок, і часу утримання енергії. Це міра того, наскільки добре система утримує теплову енергію.

Певне мінімальне значення, зване критерієм Лоусона, відзначає точку, в якій термоядерна реакція виробляє більше енергії, ніж споживає, і стає самопідтримувальною, тому вищий потрійний продукт вказує на більш ефективну реакцію.

Вчені кажуть, що новий рекорд є ще одним кроком на шляху до отримання практично безмежної енергії за допомогою стелараторів. Це важливе досягнення має призвести до створення такого реактора, який буде використовуватися на термоядерній електростанції.

Фізики не тільки нагріли плазму до 30 млн градусів Цельсія, а й змогли підтримувати температуру плазми протягом 43 секунд. Після цього їм вдалося підтримувати стабільність плазми протягом 360 секунд.

Фізики також збільшила енергетичний оборот реакції до 1,8 гігаджоулів за шестихвилинний запуск термоядерного синтезу, побивши попередній рекорд у 1,3 гігаджоуля. Енергетичний оборот — це поєднання теплової потужності та тривалості існування стабільної плазми, а також показник здатності реактора підтримувати високоенергетичну плазму. Це ще один важливий параметр для роботи майбутньої електростанції.

Як уже писав Фокус, на початку цього року китайські фізики на токамаку EAST також встановили рекорд термоядерного синтезу.

Також Фокус писав про те, що вченим вдалося створитинайважливіший компонент для майбутніх термоядерних реакторів, хоча вважалося, що це неможливо.