Термоядерний синтез: фізики вважають, що виробництво безмежної енергії вже близько

Минуло понад два роки відтоді, як учені з Массачусетського технологічного інституту, США, досягли важливого наукового прориву в галузі термоядерної енергії. Нові дослідження, представлені в журналі IEEE Transactions on Applied Superconductivity, підтверджують, що конструкція на основі магнітів, яку використовували для наукового прориву, може показати вражаючі результати не тільки під час експериментів, а й стати основою для реальної термоядерної електростанції, пише Futurism.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Ще 2021 року американські фізики досягли важливого наукового прориву в царині дослідження термоядерної енергії, коли новий тип магніту, виготовлений із високотемпературного надпровідного матеріалу, зміг досягти рекордної напруженості магнітного поля у 20 тесла. Саме така сила магнітного поля необхідна для будівництва термоядерної електростанції, яка буде створювати чисту і практично безмежну енергію. Результати успішного випробування відповідали всім критеріям, необхідним для розробки нового термоядерного пристрою, для якого магніти є ключовою технологією.

За останні більш ніж 2 роки фізики провели серію нових випробувань, останнє з яких відбулося зовсім нещодавно і їхні результати підтверджують попередній успіх. Фізики остаточно підтвердили, що унікальні елементи конструкції магніту можуть слугувати основою для термоядерної електростанції.

Термоядерний синтез — це процес, який дозволяє зіркам жити. Атоми водню в ядрі зірок об'єднуються разом і створюють тепло та енергію, яку можна використовувати для виробництва електрики на Землі. На відміну від процесу ядерного поділу, який використовується в реакторах на АЕС, під час термоядерного синтезу виділяється мало радіації, що робить його більш безпечним. А як паливо для термоядерного синтезу потрібні лише атоми водню, а не такі небезпечні елементи, як уран і плутоній.

У надрах зірок їхня величезна гравітація природним чином зіштовхує атоми водню, завдяки чому зірки можуть жити протягом мільярдів років. Щоб відтворити процес термоядерного синтезу на Землі фізикам необхідно піддати атоми водню впливу надзвичайно високих температур і дуже високого тиску.

Для цього можна використовувати спеціальні реактори під назвою токамак, які мають масивні надпровідні магніти для фіксації водню на місці. Науковці вважають, що саме токамаки, як свідчать результати випробувань, можуть зменшити розмір і вартість майбутніх термоядерних електростанцій, що має призвести до реального виробництва великої кількості термоядерної енергії.

Під час свого нещодавнього випробування фізики використовували експериментальний матеріал під назвою REBCO, який дав змогу магнітам бути надпровідними за температури 20 Кельвінів, і це більше, ніж було можливо раніше. Але вчені пішли на ризик і зняли ізоляцію з котушок надпровідної стрічки магніту. Це значно спростило конструкцію і показало явні переваги.

Вчені провели випробування з надпровідними магнітами, які мають вагу 9 тонн і виявилося, що вони можуть підтримувати магнітне поле силою понад 20 тесла. Цього достатньо для того, щоб підтримувати стабільний процес термоядерного синтезу і отримувати на виході більше енергії, ніж було витрачено на її виробництво. Випробування показали, що конструкція магнітів дуже міцна і здатна витримати екстремальне нагрівання.

Як уже писав Фокус, нещодавно фізики підтвердили результати іншого експерименту, в якому було вперше отримано більше енергії під час термоядерного синтезу, ніж було витрачено на його створення.

Також Фокус писав про несподіване відкриття фізиків, які з'ясували, що всупереч правилам деякі частинки притягуються одна до одної, а не відштовхуються.