Термоядерный синтез: физики считают, что производство безграничной энергии уже близко

Прошло более двух лет с тех пор, как ученые из Массачусетского технологического института, США, достигли важного научного прорыва в области термоядерной энергии. Новые исследования, представленные в журнале IEEE Transactions on Applied Superconductivity, подтверждают, что конструкция на основе магнитов, которую использовали для научного прорыва, может показать впечатляющие результаты не только во время экспериментов, но и стать основой для реальной термоядерной электростанции, пишет Futurism.

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

Еще в 2021 году американские физики достигли важного научного прорыва в области исследования термоядерной энергии, когда новый тип магнита, изготовленный из высокотемпературного сверхпроводящего материала, смог достичь рекордной напряженности магнитного поля в 20 тесла. Именно такая сила магнитного поля необходима для строительства термоядерной электростанции, которая будет создавать чистую и практически безграничную энергию. Результаты успешного испытания соответствовали всем критериям, необходимым для разработки нового термоядерного устройства, для которого магниты являются ключевой технологией.

За последние более чем 2 года физики провели серию новых испытаний, последнее из которых состоялось совсем недавно и их результаты подтверждают предыдущий успех. Физики окончательно подтвердили, что уникальные элементы конструкции магнита могут служить основой для термоядерной электростанции.

Термоядерный синтез – это процесс, который позволяет звездам жить. Атомы водорода в ядре звезд объединяются вместе и создают тепло и энергию, которую можно использовать для производства электричества на Земле. В отличие от процесса ядерного деления, который используется в реакторах на АЭС, во время термоядерного синтеза выделяется мало радиации, что делает его более безопасным. А в качестве топлива для термоядерного синтеза нужны лишь атомы водорода, а не такие опасные элементы, как уран и плутоний.

В недрах звезд их огромная гравитация естественным образом сталкивает атомы водорода, благодаря чему звезды могут жить в течение миллиардов лет. Чтобы воссоздать процесс термоядерного синтеза на Земле физикам необходимо повергнуть атомы водорода воздействию чрезвычайно высоких температур и очень высокого давления.

Для этого можно использовать специальные реакторы под названием токамак, которые имеют массивные сверхпроводящие магниты для фиксации водорода на месте. Ученые считают, что именно токамаки, как показывают результаты испытаний могут уменьшить размер и стоимость будущих термоядерных электростанций, что должно привести к реальному производству большого количества термоядерной энергии.

Во время своего недавнего испытания физики использовали экспериментальный материал под названием REBCO, который позволил магнитам быть сверхпроводящими при температуре 20 Кельвинов и это больше, чем было возможно раньше. Но ученые пошли на риск и сняли изоляцию с катушек сверхпроводящей ленты магнита. Это значительно упростило конструкцию и показало явные преимущества.

Ученые провели испытание со сверхпроводящими магнитами, которые имеют вес 9 тонн и оказалось, что они могут поддерживать магнитное поле силой более 20 тесла. Этого достаточно для того, чтобы поддерживать стабильный процесс термоядерного синтеза и получать на выходе больше энергии, чем было затрачено на ее производство. Испытания показали, что конструкция магнитов очень прочная и способна выдержать экстремальный нагрев.

Как уже писал Фокус, недавно физики подтвердили результаты другого эксперимента, в котором было впервые получено больше энергии во время термоядерного синтеза, чем было затрачено на его создание.

Также Фокус писал о неожиданном открытии физиков, которые выяснили, что вопреки правилам некоторые частицы притягиваются друг к другу, а не отталкиваются.