После глубокой реконструкции, которая растянулась на долгие семь лет, в Великобритании вновь запущен свой термоядерный реактор, называемый MAST (Mega Ampere Spherical Tokamak), который расположен в Центре термоядерной энергии в Калеме, и теперь получил название MAST Upgrade.
Термоядерный реактор и его главные проблемы
Уже на протяжении многих десятков лет ученые по всему миру стремятся получить хорошо работающий термоядерный реактор. А все дело в том, что у данного вида энергии есть два явных преимущества:
- Водород, используемый в качестве топлива в таких реакторах, очень дешев и легкодоступен.
- Во время реакции термоядерного синтеза выделяется просто колоссальное количество энергии.
Но главная загвоздка заключена в том, что создать условия для стабильного течения термоядерного синтеза довольно проблематично. Для того, чтобы преодолеть электрическое сопротивление одноименно заряженных частиц и столкнуть их (для получения новых частиц и выделения огромного количества энергии), плазму разогревают до экстремальных температур.
Но плазма стремиться расшириться и таким образом остыть. Так вот ученые научились удерживать в одном положении сверхразогретую плазму за счет особо мощных магнитов.
При этом их (магниты) располагают особым образом, чтобы сформировать особой формы магнитное поле. Такие реакторы получили название токамак (Тороидальная Камера с Магнитными Катушками).
Термоядерный реактор в Великобритании и его особенности
Реактор MAST стали возводить еще в 1997 году и уже к декабрю 1999 года его торжественно запустили в работу. При этом созданный реактор MAST реализован в форме сферического токамака.
Отличие такого вида от классических токамаков в том, что магнитные катушки расположены таким образом, что образуют облако плазмы очень близкое по форме к шару.
Так же такой тип реакторов сравнивают с яблоком, у которого извлечена сердцевина.
Как утверждают создатели этого реактора, такая конструкция позволяет создать гораздо более стабильную плазму и еще существенно снизить необходимую для удержания плазмы величину индукции магнитного поля.
Так вот в MAST порядка 8 метра кубических плазмы удерживается магнитным полем величиной всего в 0,55 тесла.
Для сравнения в российском токамаке Т-15 классической тороидальной формы магнитное поле обладает индукцией в 3,6 тесла. А в сферическом токамаке Глобус-15 (Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе, Санкт-Петербург) величина магнитной индукции равна 0,4 тесла.
Каковы задачи термоядерного реактора MAST
Ученые из Великобритании, которые ждали окончание реконструкции термоядерного реактора с 2013 года, возлагают на него большие надежды. Ведь MAST может стать сверхсовременным полигоном для испытаний новых разработок в области термоядерного синтеза.
Так первым делом будет испытана уникальная часть токамака названная Дивертор Super-X. Главная задача новой детали - это отвод избыточного тепла и ненужных примесей из плазмы. Предыдущие версии этого устройства требовали капитального ремонта уже после пары лет эксплуатации.
Новая же версия устройства (в случае успешного испытания) увеличит срок эксплуатации в 10 раз. Так же в случае успешного завершения эксперимента ученые вернуться к реализации амбициозного проекта STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) по постройке полноценной электростанции, которая должна быть построена к 2040 году.