Экспериментальный термоядерный реактор поддерживал сверхвысокую температуру в течение рекордных 48 секунд. Вполне возможно, что именно он станет новой ступенькой к реализации идеи получения огромного количества чистой энергии.
Новый рекорд ядерного синтеза
Южнокорейские ученые сообщили, что созданное ими «искусственное солнце» установило новый рекорд термоядерного синтеза, нагрев плазменный контур до 100 млн градусов по Цельсию в течение 48 секунд.
Корейский сверхпроводящий реактор Tokamak Advanced Research (KSTAR) побил предыдущий мировой рекорд в 31 секунду, установленный им же в 2021 г. Этот прорыв является небольшим, но впечатляющим шагом на долгом пути к источнику почти неограниченной чистой энергии.
Ученые пытаются обуздать силу ядерного синтеза — процесса, благодаря которому горят звезды — уже более 70 лет. Заключается он в том, что в условиях огромных давлений и температур становится возможным объединение легких атомных ядер в более тяжелые. При этом часть материи превращается в свет и тепло, производя огромное количество энергии без образования парниковых газов или радиоактивных отходов.
Как работает термоядерный реактор
Воссоздание условий, существующих в недрах звезд, является непростой задачей. Самая распространенная конструкция термоядерного реактора — токамак — работает путем перегрева плазмы (одно из четырех состояний вещества, состоящее из положительных ионов и отрицательно заряженных свободных электронов) и удерживания ее внутри тороидальной реакторной камеры с мощными магнитными полями.
Однако удержание турбулентных и перегретых витков плазмы на месте достаточно долго для того, чтобы произошел ядерный синтез, является непростым процессом. Советский ученый Натан Явлинский сконструировал первый токамак в 1958 году, но еще никому не удалось создать реактор, способный отдавать больше энергии, чем расходует.
Одним из главных камней преткновения было то, как обращаться с плазмой, достаточно горячей для термоядерного синтеза. Реакторы требуют очень высоких температур — во много раз выше, чем на Солнце. А все потому, что им приходится работать при гораздо более низком давлении, чем нужно для термоядерного синтеза, естественным образом идущего в недрах звезд. Например, ядро Солнца имеет температуру около 15 млн градусов по Цельсию, но давление там примерно в 340 млрд раз превышает давление воздуха на уровне моря на Земле.
Технические сложности управляемого термоядерного синтеза
Разогреть плазму до таких температур — относительно легкая задача, но найти способ удержать ее, чтобы она не прожгла реактор и не нарушила при этом процесс термоядерного синтеза, технически сложно. Обычно это делается с помощью лазеров или магнитных полей.
Чтобы увеличить время горения плазмы по сравнению с предыдущим рекордным экспериментом, ученые изменили некоторые аспекты конструкции реактора, в том числе заменили углерод на вольфрам, чтобы повысить эффективность «диверторов» токамака, выводящих тепло и «пепел» из реактора.
Этот рекорд присоединился к другим, установленным на конкурирующих термоядерных реакторах по всему миру, в том числе на финансируемой правительством США Национальной установке зажигания (NIF), которая попала в заголовки газет после того, как активная зона реактора на короткое время выделила больше энергии, чем было на нее израсходовано.
По материалам: phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine
