Американские и немецкие ученые создали невероятно сложную конструкцию реактора для создания управляемого термоядерного синтеза, способного создать стабильную и продолжительную реакцию с минимальным количеством потерь.
Термоядерный синтез – это мечта многих поколений ученых всего мира. Термоядерная реакция является источником практически неиссякаемой «чистой» энергии. Такая реакция в ядрах звезд протекает при естественных условиях, но повторить такую реакцию на Земле не получается.
Точнее сказать, такая реакция на Земле в специальных реакторах, токамаках, длится очень недолго, последний мировой рекорд всего 102 секунды, хотя в звездах эта реакция является самоподдерживающейся, она не только не требует топлива, но еще и постоянно отдает огромное количество энергии.
На сегодняшний день почти все страны мира имеют свои экспериментальные термоядерные реакторы классической формы в виде пончика, такие реакторы называют токамаками. В таких реакторах топливо разогревается до 100 миллионов градусов, в результате чего атомные ядра топлива сталкиваются с выделением энергии, в процессе столкновения ядер появляется плазма, которая заполняет реактор.
Для удержания плазмы внутри реактора используется сильное магнитное поле и лазеры, но ни один из существующих токамаков не способен вывести реакцию управляемого термоядерного синтеза на самодостаточный режим.
Причин много, не совершенство конструкции, утечки тепла, экстремальная коррозия внутренней оболочки реактора, недостаточно сильное магнитное поле и процесс, получивший название неоклассическая диффузия.
Неоклассическая диффузия – это процесс, при котором ядра молекул, из-за неоднородности магнитного поля и формы внутренней поверхности токамака тормозят развитие термоядерной реакции сбивая нагретые частицы с их орбит в процессе вращения вдоль силовых линий магнитного поля внутри реактора. Это особенность была открыта в конце 40-х годов прошлого века и для решения этой проблемы был придуман стелларатор.
Стелларатор – это особая конструкция токамака, которая исключала из управляемого термоядерного синтеза неоклассическую диффузию, благодаря более стабильному и однородному магнитному полю, но сложность конструкции и технологии того времени не позволяли создать подобный стелларатор ранее.
В наше время группа ученых из Института физики плазмы Макса Планка и Принстонской лаборатории физики плазмы с помощью компьютерного моделирования создали форму стелларатор, способного удерживать плазму в стабильном состоянии без неоклассической диффузии.
Новый токамак получил название Wendelstein 7-X. Реактор стелларатор был построен в Германском Грайфсвальде. Этот реактор способен выдерживать температуру в 2 раза превышающую температуру ядра Солнца.
Конструкция стелларатор позволяет стабилизировать плазму, исключить потери тепла благодаря новейшей системе охлаждения. Первую плазму ректор выдал еще в 2015 и сразу был поставлен мировой рекорд по длительности реакции. Спустя 6 лет было принято решение о модернизации реактора так как расположение магнитов было не идеальным и присутствовали пробои.
Сейчас компьютерное моделирование завершено, изменена конструкция магнитов и реактор должен быть запущен вновь уже в 2022 году. Ученые ожидают новые рекорды в создании реакции управляемого термоядерного синтеза.
А вы верите в возможность создания работающего термоядерного реактора? Напишите в комментариях
Съемки плазмы внутри стелларатора можно посмотреть тут
Пожалуйста подпишитесь на мой канал и поставьте 👍 Я буду знать, что вам интересны новости науки и техники со всего света! Не забудьте поделиться публикацией в соц. сетях 📢 Это будет лучшей наградой для меня! Спасибо!
