Фізики подолали дві важливі перешкоди на шляху до отримання термоядерної енергії

Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Nature, фізики з американської компанії General Atomics подолали дві ключові перешкоди на шляху до виробництва енергії за допомогою термоядерного синтезу: підвищення щільності плазми і стримування щільної плазми. Нове досягнення може прокласти шлях до виробництва практично безмежної чистої енергії, пише Interesting Engineering.

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

У всьому світі для виробництва енергії в результаті реакцій термоядерного синтезу використовують експериментальні реактори типу токамак, що являють собою тороїдальну камеру, покриту магнітами. Межа Грінвальда — це теоретична точка, вище за яку густину плазми не можна збільшити без того, щоб плазма не покинула магніти і не пошкодила сам реактор.

Фізики заявили, що в результаті експерименту їм вдалося перевищити межу Грінвальда в реакторі типу токамак. Цей науковий прорив дасть змогу отримати більш щільну і краще утримувану плазму, що має вирішальне значення для виробництва термоядерної енергії у великих масштабах.

Під час експерименту фізики використовували магніти магніти і газоподібний дейтерій для утримання надгарячої плазми і їм вдалося на 20% перевищити межу Грінвальда без виходу плазми протягом 2,2 секунд. Тобто щільність плазми було збільшено на 20% вище за наявну межу, а якість утримання плазми була на 50% кращою, ніж у стандартному режимі високого обмеження.

Науковці проводили експеримент у токамаку діаметром 3,2 метра, що набагато менше, ніж розмір Міжнародного термоядерного експериментального реактора (ІТЕР), який будується у Франції. Діаметр цього токамака становить 12,4 метра. Майбутній реактор має розпочати роботу наступного року. Учені вважають, що ІТЕР зможе створювати в 10 разів більше енергії, ніж необхідно для нагрівання плазми.

Хоча межу Грінвальда фізики долали й раніше, але це відбувалося з менш стабільною плазмою і тривав процес набагато менше часу. В основі нового експерименту лежать методи, які не є новими, але разом вони дали змогу отримати багатообіцяючі результати.

Фізики використовували вищу щільність у ядрі плазми, щоб збільшити вихідну потужність, водночас даючи їй змогу опускатися по краях, найближчих до захисних стінок реактора. У такий спосіб плазма могла перебувати нижче за межу Грінвальда і виходу плазми не відбувалося. Газоподібний дейтерій вводився в плазму для охолодження реакцій у потрібних місцях.

Камера реактора, який використовувався в експерименті, значно менша, ніж в ІТЕР, і ще належить з'ясувати, чи можна відтворити ті самі результати в майбутньому реакторі. Проте досягнення фізиків є значним кроком вперед на шляху до створення термоядерної електростанції.

Як уже писав Фокус, фізики близькі до виявлення магнітного монополя на БАК. Якщо фізикам вдасться виявити магнітний монополь, то це підтвердить давню теорію і дасть можливість об'єднати квантову механіку з гравітацією.