Китайский термоядерный реактор стал горячее Солнца в 6 раз!

В начале этого года маленький кусочек пространства в Китае вспыхнул на короткое мгновение от энергии 6 Солнц.

На этой неделе ученые объявили, что экспериментальный сверхпроводимый токамак (EAST) в Хэфэй, наконец, достиг температуры, превышающей 100 миллионов градусов Цельсия, и установил новый рекорд в области энергетики. Создание выброса огромного количества энергии, высвобождаемой из термосинтеза ядер атомов, – это настоящий подвиг ученых. Чтобы создать такой выброс, частицы нужно либо очень сильно сжать, либо столкнуть друг с другом с невероятной силой. И институт физических наук в Хэфэй, и Китайская академия наук теперь показали, что эта сила достижима.

Глубоко внутри Солнца, при температуре около 15 миллионов градусов Цельсия и с учетом сильнейшей гравитационной силы, ядра водорода и его изотопов соединяются между собой. Если мы хотим достичь похожего эффекта на Земле, нам нужна печь, температура в которой была бы намного выше. То есть пространство печи должно быть почти в семь раз горячее, чем внутреннее пространство Солнца.

И в таком случае водородный «бульон» можно будет держать в ней достаточно долго, чтобы его возможно было использовать для производства энергии. Если мы сможем достичь этого, это будет невероятным прорывом. В отличие от ядерного деления, где избыточная энергия исходит из распада крупных атомов на более мелкие элементы, ядерный синтез не приводит к выбросу большого количества радиоактивных отходов, так как конечным результатом сжимания изотопов водорода является гелий.

Исследователи во всем мире экспериментировали с различными технологиями, которые могли бы создавать достаточно тепла для достижения ядерного синтеза. Некоторые из наиболее перспективных исследований связаны с введением плазмы в гигантское металлическое кольцо, при котором облако заряженных частиц удерживается на месте магнитными полями. Такой способ позволяет обеспечить постоянный нагрев атомов. Стеллараторы, такие как Wendelstein 7-X (Германия), удерживают плазму на месте с помощью магнитных катушек. Они обеспечивают превосходный контроль, но, вместе с тем, снижают температуру.

Ранее в этом году W7-X удалось нагреть гелий до впечатляющих 40 миллионов градусов по Цельсию. Однако, для этого процесса слияния нужны 100-милионные температуры. Токамаки, такие как реактор EAST в Китае, используют магнитные поля, создаваемые самой движущейся плазмой, чтобы контролировать её колебания. Это делает его менее стабильным, но при этом позволяет физикам повышать температуру. В 2017 году реактор отметил важную веху, удерживая плазму в условиях высокой концентрации энергии на 101,2 секунды.

Эксперимент EAST основывался на нескольких формах нагрева в правильной комбинации, создавая оптимальную плотность плазмы. Конечным результатом было облако заряженных частиц, нагретое до более чем 100 миллионов градусов.

Ученые полагают, что они очень близки к практически бесконечной поставке чистой энергии. Но по-прежнему остаются нерешенными некоторые проблемы, связанные с этим. Например, вопрос топлива. К сожалению, сейчас люди не могут использовать тритий – изотоп водорода. Кроме того, его запасы на Земле ограничены. Можно только догадываться о том, как и когда мы преодолеем эти препятствия. Тем не менее, вспышка довольно сильной, поэтому мы можем надеяться, что ученые в ближайшее время смогут создать ядерный синтез на Земле.

С момента строительства в 2006 году реактор EAST был назван «искусственным солнцем». Сегодня мы можем сказать, что он действительно заслужил это название.