Физики преодолели два важных препятствия на пути к получению термоядерной энергии

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, физики из американской компании General Atomics преодолели два ключевых препятствия на пути к производству энергии с помощью термоядерного синтеза: повышение плотности плазмы и сдерживание плотной плазмы. Новое достижение может проложить путь к производству практически безграничной чистой энергии, пишет Interesting Engineering.

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

Во всем мире для производства энергии в результате реакций термоядерного синтеза используют экспериментальные реакторы типа токамак, которые представляют собой тороидальную камеру, покрытую магнитами. Предел Гринвальда — это теоретическая точка, выше которой плотность плазмы нельзя увеличить без того, чтобы плазма не покинула магниты и не повредила сам реактор.

Физики заявили, что в результате эксперимента им удалось превысить предел Гринвальда в реакторе типа токамак. Этот научный прорыв позволит получить более плотную и лучше удерживаемую плазму, что имеет решающее значение для производства термоядерной энергии в больших масштабах.

В ходе эксперимента физики использовали магниты магниты и газообразный дейтерий для удержания сверхгорячей плазмы и им удалось на 20% превысить предел Гринвальда без выхода плазмы в течение 2,2 секунд. То есть плотность плазмы была увеличена на 20% выше существующего предела, а качество удержания плазмы было на 50% лучше, чем в стандартном режиме высокого ограничения.

Ученые проводили эксперимент в токамаке диаметром 3,2 метра, что намного меньше, чем размер Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), который строится во Франции. Диаметр этого токамака составляет 12,4 метра. Будущий реатор должен начать работу в следующем году. Ученые считают, что ИТЭР сможет создавать в 10 раз больше энергии, чем необходимо для нагрева плазмы.

Хотя предел Гринвальда физики преодолевали и раньше, но это происходило с менее стабильной плазмой и продолжался процесс намного меньше времени. В основе нового эксперимента лежат методы, которые не являются новыми, но вместе они позволили получить многообещающие результаты.

Физики использовали более высокую плотность в ядре плазмы, чтобы увеличить выходную мощность, в то же время позволяя ей опускаться по краям, ближайшим к защитным стенкам реактора. Таким образом плазма могла находится ниже предела Гринвальда и выхода плазмы не происходило. Газообразный дейтерий вводился в плазму для охлаждения реакций в нужных местах.

Камера реактора, который использовался в эксперименте значительно меньше, чем у ИТЭР, и еще предстоит выяснить, можно ли воспроизвести те же результаты в будущем реакторе. Тем не менее, достижения физиков являются значительным шагом вперед на пути к созданию действующей термоядерной электростанции.

Как уже писал Фокус, физики близки к обнаружению магнитного монополя на БАК. Если физикам удастся обнаружить магнитный монополь, то это подтвердит давнюю теорию и даст возможность объединить квантовую механику с гравитацией.