Безграничная энергия все ближе: "искусственное Солнце" в Германии установило новый рекорд

Об этом пишет Live Science.

"Искусственное Солнце": путь к безграничной энергии

С помощью термоядерного синтеза можно получить практически безграничную и чистую энергию, которая позволит отказаться от ископаемого топлива, а также от использования АЭС.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Экспериментальные термоядерные реакторы иногда называют "искусственными Солнцами". Дело в том, что в этих ректорах можно создать энергию таким же образом, как это делает Солнце. В ядре нашей звезды происходит синтез атомов водорода во время которого выделяется огромное количество энергии. Почти такие же условия, как в ядре Солнца, можно создать в термоядерных реакторах, где происходит синтез изотопов (разных версий) водорода. Полученная горячая плазма сливается в более тяжелые атомы и происходи выход невероятно большого количества энергии. При этом плазму приходится нагревать до десятков миллионов градусов Цельсия, а это намного выше, чем температура в ядре Солнца. Иначе на Земле термоядерный синтез запустить невозможно.

Существует огромная проблема в том, чтобы воссоздать в термоядерном реакторе похожие условия, что и в ядре Солнца. Это необходимо, чтобы плазма находилась в стабильном состоянии. Пока что экспериментальные термоядерные реакторы потребляют больше энергии, чем могут произвести.

Стелларатор – это один их типов термоядерного реактора. Он использует мощные внешние магниты для управления плазмой внутри кольцевой вакуумной камеры и поддержания стабильно высокого давления, а также высокой температуры.

Если более простые термоядерные реакторы типа токамак пропускают сильный ток через плазму для создания мощного магнитного поля, внешние магниты стеллараторов лучше стабилизируют плазму через реакции синтеза. Такой тип реакторов можно будет использовать в будущих термоядерных электростанциях.

Новый рекорд термоядерного синтеза

Во время недавних экспериментов с помощью стелларатора Wendelstein 7-X физики смогли побить рекорды, установленные на токамаках JT60U в Японии и JET в Великобритании, особенно по времени поддержания плазмы в стабильном состоянии.

Немецкое "искусственное Солнце" достигло нового рекордного тройного продукта, а это ключевой показатель для успеха термоядерных реакторов. Тройной продукт представляет собой комбинацию плотности частиц в плазме, температуры, необходимой для синтеза этих частиц, и времени удержания энергии. Это мера того, насколько хорошо система удерживает тепловую энергию.

Определенное минимальное значение, называемое критерием Лоусона, отмечает точку, в которой термоядерная реакция производит больше энергии, чем потребляет, и становится самоподдерживающейся, поэтому более высокий тройной продукт указывает на более эффективную реакцию.

Ученые говорят, что новый рекорд является еще одним шагом на пути к получению практически безграничной энергии с помощью стеллараторов. Это важное достижение должно привести к созданию такого реактора, который будет использоваться на термоядерной электростанции.

Физики не только нагрели плазму до 30 млн градусов Цельсия, но и смогли поддерживать температуру плазмы в течение 43 секунд. После этого им удалось поддерживать стабильность плазмы в течение 360 секунд.

Физики также увеличила энергетический оборот реакции до 1,8 гигаджоулей за шестиминутный запуск термоядерного синтеза, побив предыдущий рекорд в 1,3 гигаджоуля. Энергетический оборот — это сочетание тепловой мощности и продолжительности существования стабильной плазмы, а также показатель способности реактора поддерживать высокоэнергетическую плазму. Это еще один важный параметр для работы будущей электростанции.

Как уже писал Фокус в начале этого года китайские физики на токамаке EAST также установили рекорд термоядерного синтеза.

Также Фокус писал о том, что ученым удалось создатьважнейший компонент для будущих термоядерных реакторов, хотя считалось, что это невозможно.