Прорыв в термоядерном синтезе на пути к безграничной энергии: физики установили новый рекорд

В экспериментальном термоядерном реакторе удалось поддерживать очень горячую плазму в течение более длительного времени.

Прорыв в термоядерном синтезе

Физики сообщили, что во время эксперимента на термоядерном реакторе WEST удалось нагреть плазму до 50 млн градусов Цельсия и удерживать ее в устойчивом состоянии в течение 6 минут. Это новый мировой рекорд для таких реакторов, как WEST. Другие подобные установки создавали более горячую плазму, но она удерживалась в стабильном состоянии меньше времени. Ученые теперь хотят достичь следующего этапа — удерживать очень горячую плазму в стабильном состоянии в течение многих часов.

Экспериментальный термоядерный реактор WEST является токамаком, то есть реактором в форме тора. Он способен создавать ту же термоядерную энергию, которая поддерживает жизнь Солнца и других звезд. Поэтому такие установки, размещенные по всему миру, иногда называют "искусственным Солнцем".

По словам ученых, создать такие же условия, как на Солнце для получения термоядерной энергии очень сложно, но новый рекорд приближает к тому, что чистая и почти безграничная энергия все же будет получена в будущем в достаточно большом количестве.

Термоядерная энергия

Современные АЭС создают энергию путем деления ядер атомов, в то время как в ядре Солнца происходит термоядерный синтез, то есть слияние ядер атомов. И обоих случаях выделяется много энергии, но во время термоядерного синтеза ее выделяется намного больше. При производстве термоядерной энергии не происходит выбросов парниковых газов и других вредных отходов, а потому она считается чистой. Но получить данный вид энергии в том количестве, который необходим для создания термоядерных электростанций, которые будут производить почти безграничную энергию, пока не удалось. Поэтому физики активно проводят исследования на экспериментальных реакторах, таких как WEST.

Чтобы на Земле создать термоядерный синтез температура плазмы в реакторе должна достигать минимум 50 млн градусов Цельсия. Но для этого требуется очень много энергии и поэтому токамаки не могут поддерживать плазму в стабильном состоянии долго. Поэтому пока не удается получить избыточную термоядерную энергию, которую можно было бы использовать в коммерческих целях. Проще говоря, термоядерные реакторы обычно потребляют больше энергии, чем производят.

Во время последнего эксперимента реактор WEST также использовал больше энергии, чем создал. Хотя в результате термоядерного синтеза было получено на 15% больше энергии, чем во время прошлых попыток. При этом плазма была в 2 раза плотнее, а это важно для получения большего количества энергии на выходе.

Успех зависит от вольфрама

Для создания термоядерного синтеза физики использовали в качестве топлива тритий, редкий изотоп водорода. Если раньше стенки токамака были из углерода, то затем их сделали из вольфрама. Дело в том, что углерод поглощает тритий, а вольфрам – нет. Таким образом реакции термоядерного синтеза удается создавать в лучших условиях.

Хотя вольфрам также является не идеальным элементом для термоядерных реакторов. Он может иногда не выдержать слишком высокой температуры плазмы и расплавиться. При этом плазма начинает охлаждаться. Физики сейчас пытаются решить эту проблему.

По словам ученых, получить огромное количество термоядерной энергии не получится в ближайшие годы, а может и десятилетия, но подобные эксперименты приближают медленно, но верно, к созданию термоядерных электростанций.

Как уже писал Фокус, физики впервые обнаружили доказательства асимметрии материи и антиматерии.

Также Фокус писал о том, что исторический полет космического корабля Starliner с астронавтами на МКС отменили из-за возникших проблем с ракетой-носителем.