Экспериментальный термоядерный реактор поддерживал сверхвысокую температуру в течение рекордных 48 секунд. Вполне возможно, что именно он станет новой ступенью к реализации идеи получения огромного количества чистой энергии.
Новый рекорд ядерного синтеза Южнокорейские ученые сообщили, что созданное ими «искусственное солнце» установило новый рекорд термоядерного синтеза, нагрев плазменный контур до 100 миллионов градусов Цельсия на протяжении 48 секунд.
Корейский сверхпроводящий реактор Tokamak Advanced Research (KSTAR) побил предыдущий мировой рекорд в 31 секунду, установленный им же в 2021 году. Этот прорыв является небольшим, но впечатляющим шагом на длинном пути к источнику почти неограниченной чистой энергии.
Ученые пытаются приручить силу ядерного синтеза — процесса, благодаря которому светят звезды — уже более 70 лет. Он заключается в том, что при огромных давлениях и температурах становится возможным слияние легких атомных ядер в более тяжелые. В ходе этого процесса часть материи превращается в свет и тепло, вырабатывая огромное количество энергии без образования парниковых газов или радиоактивных отходов.
Как работает термоядерный реактор Воспроизведение условий, существующих в сердцах звезд, является непростой задачей. Самая распространенная конструкция термоядерного реактора — токамак — работает путем перегревания плазмы (одного из четырех состояний вещества, состоящего из позитивно заряженных ионов и негативно заряженных свободных электронов) и удержания ее внутри тороидальной реакторной камеры с мощными магнитными полями.
Однако удержание турбулентных и перегретых колец плазмы на месте достаточно долго для того, чтобы произошел ядерный синтез, было кропотливым процессом. Советский ученый Натан Явлинский сконструировал первый токамак в 1958 году, но еще никому не удалось создать реактор, способный отдавать больше энергии, чем тратит на свою работу.
Одним из главных камней преткновения было обращение с плазмой, достаточно горячей для термоядерного синтеза. Термоядерные реакторы требуют очень высоких температур — во много раз больших, чем на Солнце. А все из-за того, что им приходится работать при значительно более низком давлении, чем там, где подобные процессы происходят естественным образом. Например, ядро Солнца достигает температуры около 15 миллионов градусов Цельсия, но давление в нем примерно в 340 миллиардов раз превышает давление воздуха на уровне моря на Земле.
Технические сложности управляемого термоядерного синтеза Довести плазму до таких температур — относительно легкая задача, но найти способ удержать ее так, чтобы она не пропалила реактор и не разрушила при этом процесс термоядерного синтеза, технически сложно. Обычно это делается с помощью лазеров или магнитных полей.
Чтобы увеличить время горения плазмы по сравнению с предыдущим рекордным экспериментом, ученые изменили некоторые аспекты конструкции реактора, в том числе заменили углерод на вольфрам, чтобы повысить эффективность «диверторов» токамака, которые выводят тепло и «пепел» из реактора.
Этот рекорд присоединился к другим, установленным на конкурирующих термоядерных реакторах по всему миру, в том числе на финансируемой правительством США Национальной установке зажигания (NIF), которая попала в заголовки газет после того, как активная зона реактора на короткое время выделила больше энергии, чем в нее было вложено.