Французский термоядерный реактор установил рекорд благодаря новой защитной оболочке из вольфрама

Детали

Токамак — это термоядерное устройство в форме тора (пончика), который ограничивает плазму с помощью магнитных полей, позволяя ученым манипулировать перегретым материалом и индуцировать термоядерные реакции. Недавнее достижение было сделано в реакторе WEST, эксплуатируемого Французской комиссией по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA).

Смотрите также Рекорд: южнокорейский термоядерный реактор разогрел плазму до 100 миллионов градусов

WEST получил 1,15 гигаджоуля энергии и поддерживал плазму с температурой около 50 миллионов градусов по Цельсию в течение рекордных шести минут. И хотя это не самая большая температура, которой достигали ученые, они говорят, что в этом случае добились более энергичной и плотной плазмы, чем когда-либо.

Этот рекорд стал возможным после того, как ученые покрыли внутреннюю часть токамака вольфрамом — металлом с чрезвычайно высокой температурой плавления. Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы использовали рентгеновский детектор внутри токамака, чтобы измерить аспекты плазмы и условия, которые сделали это возможным.

Это замечательные результаты. Мы достигли стационарного режима, несмотря на то, что находились в сложных условиях благодаря этой вольфрамовой стенке,
– говорит ученый из CEA и председатель Координационной группы по международным проблемам долговременной эксплуатации Ксавье Литодон.

Ядерный синтез происходит, когда атомы сливаются, уменьшая свое общее количество и высвобождая при этом огромное количество энергии. Его не следует путать с ядерным делением, обратным процессом, при котором атомы расщепляются для производства энергии. Ядерное деление создает ядерные отходы, тогда как синтез рассматривается как потенциальный спаситель энергетических исследований: это экологически чистый процесс, который пытаются оптимизировать, чтобы производить больше энергии, чем нужно для питания самой реакции. Потенциально это даст нам безграничное количество энергии, чистой и дешевой.

В начале этого года Корейский институт термоядерной энергии установил вольфрамовый дивертор в своем токамаке KSTAR, заменив углеродный дивертор устройства. По данным Национального исследовательского совета по науке и технологиям Кореи, такой дивертор вдвое повысил предел теплового потока реактора. Новый дивертор KSTAR позволил команде института дольше выдерживать высокие ионные температуры, превышающие 100 миллионов градусов по Цельсию.

Среда с вольфрамовыми стенками намного сложнее, чем с углеродными. Ученый Луис Дельгадо-Апарисио сравнивает эти два варианта с попыткой "схватить котенка дома и попыткой погладить дикого льва".

К сожалению, мы пока далеко от цели, до сих пор ученые тратят больше энергии на запуск и поддержание реакции, чем получают энергии в результате. Поэтому наука должна сделать еще очень много шагов и улучшений, прежде чем достигнет заветной возможности.