Учёные приблизились к созданию источника безграничной энергии

Учёные продолжают совершенствовать технологии ядерного синтеза, стремясь приблизиться к созданию стабильного и эффективного источника энергии, сообщает Popular Mechanics. В центре внимания — экспериментальные термоядерные реакторы, среди которых выделяются два основных типа: токамаки и стеллараторы. Каковы их особенности и преимущества? Какие результаты демонстрируют последние испытания? И насколько близки исследователи к достижению самоподдерживающегося процесса синтеза?

Ядерный синтез — процесс, лежащий в основе энергии звёзд — предполагает слияние ядер лёгких элементов под воздействием экстремальных температур и давлений с выделением огромного количества энергии. Воссоздание этого процесса на Земле позволит получить экологически чистую энергию с минимальным уровнем радиоактивных отходов. Токамаки, в которых плазма удерживается магнитным полем в тороидальной камере, долгое время были основным объектом исследований. Однако стеллараторы, обладающие более сложной конструкцией магнитных катушек, демонстрируют ряд преимуществ, включая более низкое энергопотребление и улучшенное управление плазмой.

Одним из ведущих проектов в области стеллараторов является установка Wendelstein 7-X в Германии. Недавний эксперимент показал, что плазма в этом реакторе могла поддерживаться в стабильном состоянии в течение 43 секунд — это рекордная продолжительность для всех типов термоядерных реакторов. При этом достигнут уровень так называемого «тройного продукта» — ключевого показателя, который объединяет плотность ионов, температуру и время удержания энергии в плазме. Этот показатель отражает, насколько близок реактор к состоянию, при котором он сможет производить больше энергии, чем потребляет.

Для достижения таких результатов в Wendelstein 7-X использовалась система микроволнового нагрева плазмы методом электронно-циклотронного резонанса, позволяющая разогревать плазму до температур порядка 30 миллионов градусов Цельсия. Важной частью эксперимента стала топливная форсунка, разработанная при участии Ок-Риджской национальной лаборатории и европейских исследовательских центров. Она автоматически подавала в реактор гранулы замороженных ионов водорода, обеспечивая необходимое топливо для поддержания реакции.

По словам представителей Института физики плазмы Общества Макса Планка, достигнутые показатели свидетельствуют о значительном прогрессе в развитии стеллараторов и открывают новые возможности для создания термоядерных реакторов, способных обеспечить стабильное производство энергии.

Следующий этап исследований будет направлен на дальнейшее увеличение продолжительности и эффективности плазменных импульсов, что приблизит технологии к практическому применению.

Источник

• Ключевые слова: создание источника безграничной энергии