Безмежна енергія: "штучне Сонце" в Китаї зробило те, що вважалося неможливим

Нині вважається, що термоядерний синтез може стати джерелом чистої і практично безмежної енергії. Для того, щоб відбувся синтез ізотопів водню дейтерій або тритій у термоядерному реакторі, необхідно, щоб плазма всередині реактора мала дуже високу температуру, високу густину і її можна було б утримувати в стабільному стані тривалий час. Тривалий час вважали, що густина плазми в термоядерному реакторі не може перевищувати межу Грінвальда, і більш високої густини неможливо отримати. Але експеримент на китайському експериментальному термоядерному реакторі EAST показав, що це можливо. Китайські фізики змогли підвищити щільність плазми, що набагато перевищує межу Грінвальда, але при цьому плазма залишалася в стабільному стані. Своє досягнення вчені описали в статті, опублікованій у журналі Science Advances, пише Futurism.

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

Китайський експериментальний термоядерний реактор називають "штучним Сонцем", адже він може створювати енергію так само, як це робить Сонце. Це відбувається за допомогою термоядерного синтезу, тобто злиття, атомів водню або їхніх ізотопів, дейтерію та тритію, коли відбувається виділення величезної кількості енергії. У ядрі Сонця відбувається синтез атомів за допомогою найвищого тиску і великої температури. Але отримати такий тиск на Землі не можна, а тому фізики компенсують це, нагріваючи плазму до мільйонів градусів Цельсія.

Термоядерний синтез вважається джерелом практично безмежної та чистої термоядерної енергії. Але на шляху до постійного виробництва такої енергії фізики стикаються з різними труднощами, які намагаються подолати. Одна з труднощів полягає в тому, що всі ядра атомів мають позитивний заряд, а це означає, що вони природно відштовхуються одне від одного. Щоб надати ядрам атомів достатньо кінетичної енергії для об'єднання в одне ціле під час синтезу, фізикам необхідно нагріти паливо до надщільної плазми за температури близько 15 мільйонів градусів Цельсія. Але для досягнення стійкої термоядерної реакції необхідно, щоб ця плазма залишалася гарячою, щільною і стабільною протягом тривалого часу.

Протягом багатьох років вважалося, що вища густина плазми неминуче призведе до нестабільності плазми до того, як буде запущено термоядерний синтез. Тобто вважалося, що неможливо подолати межу Грінвальда. Перевищення цієї межі має порушити не тільки стабільність плазми, а й її утримання магнітними полями в реакторі.

Китайські фізики використовували новий метод, який полягає у створенні середовища з високим тиском газу в реакторі до утворення плазми, що дає змогу плазмі взаємодіяти зі стінкою реактора набагато менш руйнівно, ніж це було б в іншому разі. Фізики також вручну подають додаткову енергію в плазму в міру її нагрівання, що дає змогу рівномірно підвищувати її щільність. У підсумку фізики змогли підвищити щільність плазми на 65% вище існуючої межі. У результаті плазма залишалася стабільною навіть при підвищенні щільності.

Хоча до досягнення людством практичного виробництва термоядерної енергії за допомогою термоядерного синтезу ще належить зробити безліч проривів, подолання межі Грінвальда є важливим кроком вперед на шляху до цієї мети. Кінцева мета китайського "штучного Сонця" полягає у створенні термоядерного синтезу, схожого на той, що відбувається в ядрі Сонця, що дасть можливість отримати нескінченне чисте джерело енергії.

Як уже писав Фокус, минулого року китайські фізики на термоядерному реакторі EAST встановили рекорд часу утримання плазми.

Також Фокус писав про те, що астрономи виявили в ранньому Всесвіті галактики з незвичайними особливостями, які отримали прізвисько "качконіс". Як земна тварина, ці об'єкти поєднують у собі різні характеристики, а тому вони поки не піддаються класифікації.