Експериментальний термоядерний реактор підтримував надвисоку температуру протягом рекордних 48 секунд. Цілком можливо, саме він стане новою сходинкою до реалізації ідеї отримання величезної кількості чистої енергії.
Новий рекорд ядерного синтезу
Південнокорейські вчені повідомили, що створене ними «штучне сонце» встановило новий рекорд термоядерного синтезу, нагрівши плазмовий контур до 100 млн градусів за Цельсієм протягом 48 секунд.
Корейський надпровідний реактор Tokamak Advanced Research (KSTAR) побив попередній світовий рекорд у 31 секунду, встановлений ним же у 2021 році. Цей прорив є невеликим, але вражаючим кроком на довгому шляху до джерела майже необмеженої чистої енергії.
Вчені намагаються приборкати силу ядерного синтезу — процесу, завдяки якому світять зірки — вже понад 70 років. Полягає він у тому, що в умовах величезних тисків і температур стає можливим злиття легких атомних ядер у більш важкі. В ході цього процесу частина матерії перетворюється на світло і тепло, виробляючи величезну кількість енергії без утворення парникових газів або радіоактивних відходів.
Як працює термоядерний реактор
Проте відтворення умов, що існують у серцях зірок, є непростим завданням. Найпоширеніша конструкція термоядерного реактора — токамак — працює шляхом перегрівання плазми (один із чотирьох станів речовини, що складається з позитивних іонів і негативно заряджених вільних електронів) і утримування її всередині тороїдальної реакторної камери з потужними магнітними полями.
Однак утримання турбулентних і перегрітих кілець плазми на місці достатньо довго для того, аби відбувся ядерний синтез, було кропітким процесом. Радянський вчений Натан Явлінський сконструював перший токамак у 1958 році, але ще нікому не вдалося створити реактор, здатний віддавати більше енергії, ніж витрачає на свою роботу.
Одним із головних каменів спотикання було поводження з плазмою, достатньо гарячою для термоядерного синтезу. Термоядерні реактори потребують дуже високих температур — у багато разів більших, ніж на Сонці. А все через те, що їм доводиться працювати при набагато нижчому тиску, ніж там, де подібні процеси відбуваються природним чином. Наприклад, ядро Сонця досягає температури близько 15 млн градусів за Цельсієм, але тиск у ньому приблизно в 340 млрд разів перевищує тиск повітря на рівні моря на Землі.
Технічні складності керованого термоядерного синтезу
Довести плазму до таких температур — відносно легка задача, але знайти спосіб утримати її так, аби вона не пропалила реактор і не зруйнувала при цьому процес термоядерного синтезу, технічно складно. Зазвичай це робиться за допомогою лазерів або магнітних полів.
Щоб збільшити час горіння плазми порівняно з попереднім рекордним експериментом, вчені змінили деякі аспекти конструкції реактора, в тому числі замінили вуглець на вольфрам, аби підвищити ефективність «диверторів»токамака, які виводять тепло і «попіл» із реактора.
Цей рекорд приєднався до інших, встановлених на конкуруючих термоядерних реакторах по всьому світу, в тому числі на фінансованій урядом США Національній установці запалювання (NIF), що потрапила в заголовки газет після того, як активна зона реактора на короткий час виділила більше енергії, ніж у неї було вкладено.
За матеріалами: phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine
