Крупнейший в мире экспериментальный термоядерный реактор официально открыли в Японии

Подробности

Первая плазма токамака была получена 23 октября с силой тока около 130 килоампер. С тех пор были проведены многочисленные испытания для предотвращения утечки плазмы, увеличения тока плазмы, оптимизации управления током, формой и положением плазмы.

Смотрите также Он работает: физики еще раз воспроизвели положительный результат термоядерного синтеза

В начале ноября была получена "отклоненная" или диверторная плазма, которая во время работы реактора выводится магнитным полем в специально устроенные для этого периферийные узлы. Это способствует более высокой чистоте плазмы, более эффективному ее удержанию и, наконец, более высокой производительности реактора.

Во время церемонии открытия 1 декабря была продемонстрирована диверторная плазма с силой тока в 1 миллион ампер,
– говорится в сообщении.

Реактор JT-60SA / Фото JT-60SA project

Что мы знаем о термоядерной энергетике

Ядерный синтез – это процесс, происходящий в звездах. Он высвобождает огромное количество энергии, когда атомные ядра соединяются вместе в более крупные. Простейшие типы термоядерного синтеза подпитываются водородом, который на Земле можно относительно легко добывать из воды. Поскольку звезды огромны, реакция синтеза идет в них при очень высоком давлении.

На Земле такое давление невозможно, поэтому реакции синтеза должны происходить при очень высоких температурах, а чтобы их достичь, надо сначала потратить энергию. Эта технология находится в зачаточном состоянии, но некоторые считают, что за ней будущее. Важной целью в исследованиях термоядерной энергетики было получение большего количества энергии от реакции, чем затраты на ее выработку. И наука уже пересекла этот предел.

Несмотря на то, что исследования и эксперименты в сфере термоядерного синтеза продолжаются уже десятки лет, а в мире построены сотни реакторов, пока не удается использовать этот вид энергии для коммерческих целей. Мы еще не умеем удерживать плазму достаточно длительное время и еще преодолели ряд проблем. Поэтому этот метод пока остается на далекое будущее.

Чем уникален японский реактор

Новый токамак создан на базе JT-60, который работал с 1980-х годов. Отработав более 20 лет и пережив две модернизации, реактор достиг предела возможностей — было решено заменить его элементы на более совершенные.

Принцип работы японской установки будет отличаться от ИТЭР — проекта, который реализуется в Европе. JT-60SA работает не за счет синтеза дейтерия и трития. Вместо этого реактор будет использовать сначала водород, а затем дейтерий для изучения поведения плазмы. Это позволяет установке становиться лишь минимально радиоактивной в течение всего срока службы, обеспечивая гораздо большую гибкость для модернизации.

Сейчас возможности реактора рассчитаны на то, чтобы удерживать плазму до 100 секунд, что является очень хорошим результатом, хотя нынешний рекорд – 403 секунды. Для этого JT-60SA оснащен сверхпроводящими магнитами, способными генерировать мощные магнитные поля. Кроме того, конструкция позволяет оптимизировать форму плазмы, сделав ее более вытянутой и "треугольной", для улучшения удержания. Создатели JT-60SA надеются достичь "безубыточности" – при которой энергия, выделяемая в результате реакций термоядерного синтеза, превзойдет потребляемую.