Экспериментальный термоядерный реактор поддерживал сверхвысокую температуру в течение рекордных 48 секунд. Возможно, что именно он станет новой ступенькой к реализации идеи получения огромного количества чистой энергии. Южнокорейские ученые сообщили, что созданное ими «искусственное солнце» нагрело плазменный контур до 100 миллионов градусов.
Корейский сверхпроводящий реактор Tokamak Advanced Research (KSTAR) побил предыдущий мировой рекорд в 31 секунду, который был установлен им же в 2021 г. Этот прорыв является небольшим, но впечатляющим шагом на долгом пути к источнику почти неограниченной чистой энергии.
Ученые пытаются обуздать силу ядерного синтеза, процесса, благодаря которому горят звезды, уже более 70 лет. Заключается он в том, что в условиях огромных давлений и температур становится возможным. Это превращает материю в свет и тепло, производя огромное количество энергии без образования парниковых газов или долговременных радиоактивных отходов.
Как работает термоядерный реактор
Однако воссоздание условий, существующих в сердцах звезд, является непростой задачей. Самая распространенная конструкция термоядерного реактора, токамак, работает путем перегрева плазмы (одно из четырех состояний вещества, состоящее из положительных ионов и отрицательно заряженных свободных электронов) и удерживания ее внутри тороидной реакторной камеры с мощными магнитными полями.
Однако удержание турбулентных и перегретых витков плазмы на месте достаточно долго для того, чтобы произошел ядерный синтез, было кропотливым процессом. Советский ученый Натан Явлинский сконструировал первый токамак в 1958 году, но еще никому не удалось создать реактор, способный отдавать больше энергии, чем он принимает.
Одним из главных камней преткновения было то, как обращаться с плазмой, достаточно горячей для термоядерного синтеза. Термоядерные реакторы требуют очень высоких температур — во много раз горячее, чем на Солнце. А все потому, что им приходится работать при гораздо более низком давлении, чем там, где термоядерный синтез естественным образом происходит в ядрах звезд. Например, ядро Солнца достигает температуры около 15 миллионов градусов по Цельсию, но имеет давление, которое примерно в 340 миллиардов раз превышает давление воздуха на уровне моря на Земле.
Технические сложности управляемого термоядерного синтеза
Приготовить плазму до таких температур — относительно легкая задача, но найти способ загнать ее так, чтобы она не прожгла реактор, не разрушив при этом процесс термоядерного синтеза, технически сложно. Обычно это делается с помощью лазеров или магнитных полей.
Чтобы увеличить время горения плазмы по сравнению с предыдущим рекордным экспериментом, ученые изменили некоторые аспекты конструкции реактора, в том числе заменили углерод на вольфрам, чтобы повысить эффективность «диверторов» токамака, которые выводят тепло и пепел из реактора.
Этот рекорд присоединился к другим, установленным на конкурирующих термоядерных реакторах по всему миру. В том числе на финансируемой правительством США Национальной установке зажигания (NIF), которая попала в заголовки газет после того, как активная зона реактора на короткое время выделила больше энергии, чем было в нее вложено.
Оставьте первый комментарий