Безмежна енергія все ближче: фізики вигадали спосіб поліпшити термоядерні реактори

Уже багато років фізики намагаються отримати стабільний і тривалий термоядерний синтез, за допомогою якого можна здобути майже безмежну і чисту термоядерну енергію. Для експериментів із термоядерним синтезом учені обрали реактор під назвою токамак. Але ці пристрої мають складну контракцію, великі, дорогі та їх довго будувати. Автори дослідження, опублікованого в журналі Nuclear Fusion, вважають, що невеликий сферичний токамак може бути більш ефективним і економічним у плані дослідження термоядерного синтезу. Фізики вважають, що цей пристрій має використовувати для нагріву плазми всередині тільки мікрохвилі, пише Interesting Engineering.

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

Токамаки є величезними експериментальними термоядерними реакторами у формі тора, які призначені для створення й утримання надзвичайно гарячої плазми. Ця плазма необхідна для запуску термоядерного синтезу, а цей процес, що відбувається в ядрі Сонця, дає змогу зірці, завдяки виділенню величезної кількості енергії, існувати. Тобто, якщо фізики зможуть домогтися отримання стабільного термоядерного синтезу, то це потенційно відкриває нехай до отримання величезної кількості майже безмежної та чистої термоядерної енергії.

Більшість сферичних токамаків використовують комбінацію методів нагріву плазми, включно з великою соленоїдною котушкою та пучками нейтральних частинок. Але вони займають багато місця. Автори дослідження вважають, що такий реактор можна зробити меншим і ефективнішим.

Для цього потрібно відмовитися від омічного нагріву плазми в токамаку. Фізики кажуть, що в їхній версії токамака немає місця для омічної нагрівальної котушки. Але такий реактор набагато простіший у технологічному плані та дешевший у створенні.

Зазвичай мікрохвильове випромінювання спрямовується в плазму за допомогою пристроїв під назвою гіротрони. Мікрохвилі створюють струм і одночасно нагрівають плазму. Це схоже на підігрів або приготування їжі в мікрохвильовці, але в набагато більшому масштабі.

Команда рекомендує розташувати гіротрон навколо токамака, щоб націлитися на центральну плазму. Гіротрони вироблятимуть потужні хвилі, щоб штовхати електрони всередині плазми, створюючи струм і нагріваючи її.

Учені вивчили різні способи проходження мікрохвиль, щоб вони не відбивалися або не проходили крізь плазму, не передаючи енергію. Адже це може вплинути на стан плазми в реакторі. Фізикам вдалося знайти найкраще рішення.

Фізики визначили, що для ефективної роботи невеликого сферичного токамака потрібні окремі режими проходження мікрохвиль. Один режим потрібен для початкового нагріву плазми, а інший — для підтримання високої температури і струму.

Якщо новий метод нагріву плазми покаже справді свою ефективність, то це може зробити термоядерну енергію ближчою до реальності, вважають учені.

Як уже писав Фокус, щоб розібратися з проблемою цілісності термоядерних капсул, які використовуються в інерціальному термоядерному синтезі, фізики використовували звичайний майонез.

Також Фокус писав про те, що астрономи виявили дві нові майже однакові планети, які схожі на наш світ. Водночас ці планети можуть бути водними світами, де можна спробувати знайти потенційне інопланетне життя.