Реактор токамак с внутренней оболочкой из вольфрама WEST, эксплуатируемый Французской комиссией по альтернативной энергетике и атомной энергии (CEA), установил новый рекорд термоядерного синтеза, удерживая раскаленную плазму в течение шести минут с подаваемой мощностью 1,15 ГДж.
Внутри реакторов в форме пончика — токамаков, ученые создают условия, напоминающие недра Солнца. Водород нагревается до 50 000 000 °С, создавая четвертое состояние вещества — плазму. Исследователи изучают различные методы надежного извлечения тепла из плазмы во время термоядерного синтеза. Это непростая задача, отчасти потому, что раскаленную плазму необходимо удерживать достаточно долго, чтобы сделать процесс экономичным.
Ранее сообщалось о более длительном удержании плазмы в ректоре Tore Supra. Но в отличие от текущего эксперимента его стенки были выполнены из графита. Таким реактором проще управлять, но сложнее масштабировать технологию для промышленного производства.
Углерод имеет тенденцию удерживать топливо в стенке, что будет неприемлемо в промышленном реакторе, объясняют ученые. Для его длительного использования тритий — изотоп водорода — потребуется извлекать из камеры реактора и повторно вводить новую плазму. Использование вольфрама решает эту проблему, но управлять таким устройством сложнее: незначительное количество металла может охладить плазму при попадании.
В ходе испытания WEST исследователи подтвердили, что плазма имеет на 15% больше энергии и вдвое большую плотность, чем раньше, — оба условия необходимы для генерации надежной выходной мощности.
Во время шестиминутного эксперимента мы смогли довольно точно измерить температуру центральных электронов. Она была в очень устойчивом состоянии, около 4 киловольт. Это замечательный результат.
Туллио Барбуи, исследователь Принстонской лаборатории физики плазмы, участник эксперимента
Физики планируют опубликовать результаты эксперимента и выводы в ближайшие несколько недель.
Читать далее:
Недалеко от нас есть планета, где ветер дует быстрее пули
Физики наблюдали кота Шредингера — превращение атомов из частиц в волну
Ученые преодолели одно из ключевых препятствий для термоядерной энергетики
На обложке: токамак WEST. Фото: CEA-IRFM