Прорив у термоядерному синтезі на шляху до безмежної енергії: фізики встановили новий рекорд

Учені з Принстонської лабораторії фізики плазми, що в США, заявили про те, що їм вдалося досягти важливого етапу на шляху до отримання чистої та майже безмежної термоядерної енергії. Американські фізики брали участь у новому експерименті на термоядерному реакторі WEST, який розташований у Франції, пише ScienceAlert.

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

Прорив у термоядерному синтезі

Фізики повідомили, що під час експерименту на термоядерному реакторі WEST вдалося нагріти плазму до 50 млн градусів за Цельсієм і утримувати її в стійкому стані протягом 6 хвилин. Це новий світовий рекорд для таких реакторів, як WEST. Інші подібні установки створювали гарячішу плазму, але вона утримувалася в стабільному стані менше часу. Вчені тепер хочуть досягти наступного етапу — утримувати дуже гарячу плазму в стабільному стані протягом багатьох годин.

Експериментальний термоядерний реактор WEST — це токамак, тобто реактор у формі тора. Він здатен створювати ту саму термоядерну енергію, яка підтримує життя Сонця й інших зірок. Тому такі установки, розміщені по всьому світу, іноді називають "штучним Сонцем".

За словами вчених, створити такі самі умови, як на Сонці, для отримання термоядерної енергії дуже складно, але новий рекорд наближає до того, що чисту й майже безмежну енергію все ж таки буде отримано в майбутньому в досить великій кількості.

Термоядерна енергія

Сучасні АЕС створюють енергію шляхом поділу ядер атомів, тоді як у ядрі Сонця відбувається термоядерний синтез, тобто злиття ядер атомів. В обох випадках виділяється багато енергії, але під час термоядерного синтезу її виділяється набагато більше. Під час виробництва термоядерної енергії не відбувається викидів парникових газів та інших шкідливих відходів, а тому вона вважається чистою. Але отримати цей вид енергії в тій кількості, яка необхідна для створення термоядерних електростанцій, що вироблятимуть майже безмежну енергію, поки що не вдалося. Тому фізики активно проводять дослідження на експериментальних реакторах, таких як WEST.

Щоб на Землі створити термоядерний синтез, температура плазми в реакторі повинна досягати мінімум 50 млн градусів за Цельсієм. Але для цього потрібно дуже багато енергії, і тому токамаки не можуть підтримувати плазму в стабільному стані довго. Тому поки що не вдається отримати надлишкову термоядерну енергію, яку можна було б використовувати в комерційних цілях. Простіше кажучи, термоядерні реактори зазвичай споживають більше енергії, ніж виробляють.

Під час останнього експерименту реактор WEST також використав більше енергії, ніж створив. Хоча в результаті термоядерного синтезу було отримано на 15% більше енергії, ніж під час минулих спроб. Водночас плазма була у 2 рази щільнішою, а це важливо для отримання більшої кількості енергії на виході.

Успіх залежить від вольфраму

Для створення термоядерного синтезу фізики використовували як паливо тритій, рідкісний ізотоп водню. Якщо раніше стінки токамака були з вуглецю, то потім їх зробили з вольфраму. Річ у тім, що вуглець поглинає тритій, а вольфрам — ні. Так реакції термоядерного синтезу вдається створювати в кращих умовах.

Хоча вольфрам також не ідеальний елемент для термоядерних реакторів. Він може іноді не витримати надто високої температури плазми та розплавитися. Водночас плазма починає охолоджуватися. Фізики зараз намагаються вирішити цю проблему.

За словами вчених, отримати величезну кількість термоядерної енергії не вдасться найближчими роками, а може, і десятиліттями, але подібні експерименти наближають повільно, але впевнено, до створення термоядерних електростанцій.

Як уже писав Фокус, фізики вперше виявили докази асиметрії матерії та антиматерії.

Також Фокус писав про те, що історичний політ космічного корабля Starliner із астронавтами на МКС скасували через проблеми з ракетою-носієм.