Компактный термоядерный реактор достиг очередной значимой вехи
Ионы внутри компактного термоядерного реактора, размер которого едва достигает метра, впервые нагрелись до магической цифры в 100 миллионов °C, что стало очередным важным шагом на пути к практической реализации термоядерного синтеза.
Исследователи из Tokamak Energy Ltd в Великобритании, Принстонской и Ок-Риджской национальных лабораторий в США и Института исследований энергетики и климата в Германии достигли рекорда на устройстве конструкции сферического токамака, который, в отличие от более «пончикообразных» токамаков, удерживает плазму в центре в виде вихря
Диаграмма плазмы в сферическом токамаке
Ядерный синтез воспроизводит фундаментальные процессы, происходящие в ядре нашего Солнца и подобных ему звёзд, извлекая энергию из слияния атомов. Если мы сможем научиться извлекать полезную энергию из этого процесса на постоянной основе (а это очень большое «если»), то получим практически неисчерпаемый источник чистой энергии без вредных выбросов.
Если звезды имеют в своём распоряжении огромное количество гравитации для слияния элементов и высвобождения энергии, то мы вынуждены полагаться на тепло. И этого тепла у нас предостаточно — в несколько раз больше, чем в ядре Солнца.
А разогрев ионов до температур не менее 100 миллионов °C (более 100 миллионов °K, или 8,6 кэВ в энергетическом выражении) имеет решающее значение для достижения нужного давления.
«Температура ионов свыше 5 кэВ ранее не была достигнута ни в одном сферическом токамаке и была получена только в гораздо более крупных устройствах со значительно большей мощностью нагрева плазмы», — пишут исследователи в опубликованной работе.
В данном случае был использован сферический токамак ST40. Если не принимать во внимание оборудование, необходимое для его безопасной работы, сам реактор имеет всего 0,8 метра в поперечнике — это малая доля больших токамаков, которые могут достигать нескольких метров в диаметре.
Реактор ядерного синтеза ST40
По сравнению с большими термоядерными реакторами, эти небольшие устройства дешевле в изготовлении, потенциально более эффективны и стабильны — все эти преимущества на вашей стороне, если вы хотите сделать технологию коммерчески жизнеспособной.
Для достижения нового температурного рекорда исследователи использовали ряд оптимизаций, включая способ подготовки плазмы с точки зрения её нагрева и плотности электронов.
