Ответ прост: алгоритм получения энергии. Официальное открытие в городе Нака (Япония) самого крупного на планете экспериментального термоядерного реактора стало новой ступенью к достижению в новом тысячелетии энергетического баланса. Оно приблизило человечество к окончательному переходу на безуглеродную энергетику.
Об особенностях японско-европейского проекта
Эти исследования не являются единственными в мире с целью разработки технологий безубыточного получения энергии, основанного на управляемых термоядерных реакциях. 2 года назад американским ученым удалось найти новое применение лазерам. С помощью последних они создали реакции безубыточного термоядерного воспламенения. Указанное новшество особо актуально для развития безуглеродной энергетики. Дело в том, что для рентабельной работы зеленых электростанций требуется в первую очередь снизить затрату энергии для запуска термоядерных реакций. Но пока ее расход превышает отдачу…
Запуск реактора JT-60SA стал очередной попыткой более чем 500 ученых, инженеров Японии и ЕС решить данную технологическую и одновременно экономическую задачу. Устройство для реакций термоядерного синтеза, установленное в специальном ангаре в Нака (город расположен севернее Токио), по своей высоте равно шестиэтажному дому. Новый реактор способен удерживать электронную плазму, разогретую до 200 млн. ℃ (тестирование его работы состоялось ранее). Он относится к категории наиболее перспективных устройств тороидального типа.
Что отличает JT-60SA от аналогов?
Такой токамак удерживает внутри себя плазму с помощью комбинации 2 полей: магнитного и электрического. Аналогичные установки используют только первое. В таком случае уменьшается длительность пребывания плазменного шнура в вакуумной камере в состоянии равновесия и, соответственно, снижается эффективность управления термоядерным синтезом. А JT-60SA способен поддерживать состояние разогретой до необходимого уровня плазмы 100 секунд.
Это (с точки зрения науки) огромный срок, ведь другим токамакам удается выполнять такую задачу в основном в течение 20 секунд. Если ученым удастся увеличить срок до 400 секунд, проблема рентабельности термоядерных электростанций будет полностью решена. За указанное время одно устройство сможет вырабатывать 500 мегаватт энергии. Таким образом отдача от работы реактора в 10 раз превысит энергетические расходы, необходимые для его функционирования.
Термоядерная энергетика берет курс на компактность?
У JT-60SA на сверхпроводящих магнитах объем рабочей зоны составляет 153 м³. Этот показатель признан самым большим в мире, но скоро данный рекорд побьет Франция. В европейском государстве идет строительство ИТЭР. У нового Международного экспериментального термоядерного реактора рабочая зона достигнет 840 м³. Он, соответственно, сможет дольше удерживать в необходимом состоянии плазменный шнур.
Однако одновременно зеленая энергетика берет курс на рациональное использование производственных площадей. Не исключено, что у следующих реакторов, построенных по подобию JT-60SA, рабочие зоны станут меньше и мощности новинок возрастут. Одна из предпосылок для появления таких инноваций: недавнее изобретение американскими учеными специального напыления для внутренних стенок камер термоядерных устройств. Оно лучше отводит тепло и повышает уровень управляемости термоядерного синтеза за счет влияния водорода на нейтральные атомы, находящиеся в разогретой плазме.
О безопасности и выгоде получения искусственных звезд
Строительство японского и французского реакторов подчинено общей цели: достижению в процессе управляемого термоядерного синтеза трансформации водорода в гелий. То есть ученые стремятся скопировать процессы, происходящие в ядре Солнца и других звезд, излучающих свет и тепло. Если цель будет достигнута, человеческая цивилизация удовлетворит свои быстро растущие энергетические потребности и сможет отказаться от атомных электростанций. Реакторы последних дают возможность получения энергии только за счет соединения ядер атомов. Реакции деления тех же самых микроскопических частиц (протекающие в процессе термоядерного синтеза) ученые считают более безопасными, так как здесь отсутствуют риски масштабных ядерных аварий и значительно уменьшаются объемы радиоактивных отходов.
Как прокомментировали журналистам комиссар ЕС по энергетике Кадри Симсон и заместитель руководителя японского проекта Сэм Девис, JT-60SA стал важной вехой в истории практического освоения технологий управления термоядерным синтезом и получения энергии. Следует отметить, что новая отрасль энергетики в наше время привлекает и повышенное внимание бизнеса. Технологические решения по управляемому термоядерному синтезу начали обретать коммерческую выгоду. Закономерно, что более 70 европейских, японских компаний стали участниками проекта JT-60SA.