Французький термоядерний реактор встановив рекорд завдяки новій захисній оболонці з вольфраму
Токамак у Франції встановив новий рекорд термоядерної плазми, утримавши реакцію в вольфрамовій камері. Цей жаростійкий метал дозволяє фізикам підтримувати гарячу плазму довше і при вищих енергіях і густинах, ніж у вуглецевих реакторах.
Деталі
Токамак — це термоядерний пристрій у формі тора (пончика), який обмежує плазму за допомогою магнітних полів, дозволяючи вченим маніпулювати перегрітим матеріалом та індукувати термоядерні реакції. Нещодавнє досягнення було зроблено в реакторі WEST, що експлуатується Французькою комісією з альтернативних джерел енергії та атомної енергії (CEA).
Дивіться також Рекорд: південнокорейський термоядерний реактор розігрів плазму до 100 мільйонів градусів
WEST отримав 1,15 гігаджоуля енергії та підтримував плазму з температурою близько 50 мільйонів градусів за Цельсієм протягом рекордних шести хвилин. І хоча це не найбільша температура, якої досягали вчені, вони кажуть, що в цьому випадку домоглися більш енергійної та щільної плазми, ніж будь-коли.
Цей рекорд став можливим після того, як вчені покрили внутрішню частину токамака вольфрамом — металом з надзвичайно високою температурою плавлення. Дослідники з Принстонської лабораторії фізики плазми використовували рентгенівський детектор усередині токамака, щоб виміряти аспекти плазми й умови, які зробили це можливим.
Це чудові результати. Ми досягли стаціонарного режиму, попри те, що перебували в складних умовах завдяки цій вольфрамовій стінці,
– каже науковець з CEA і голова Координаційної групи з міжнародних проблем довготривалої експлуатації Ксав'є Літодон.
Ядерний синтез відбувається, коли атоми зливаються, зменшуючи свою загальну кількість і вивільняючи при цьому величезну кількість енергії. Його не слід плутати з ядерним поділом, зворотним процесом, при якому атоми розщеплюються для виробництва енергії. Ядерний поділ створює ядерні відходи, тоді як синтез розглядається як потенційний рятівник енергетичних досліджень: це екологічно чистий процес, який намагаються оптимізувати, щоб виробляти більше енергії, ніж потрібно для живлення самої реакції. Потенційно це дасть нам безмежну кількість енергії, чистої та дешевої.
На початку цього року Корейський інститут термоядерної енергії встановив вольфрамовий дивертор у своєму токамаку KSTAR, замінивши вуглецевий дивертор пристрою. За даними Національної дослідницької ради з науки і технологій Кореї, такий дивертор вдвічі підвищив межу теплового потоку реактора. Новий дивертор KSTAR дозволив команді інституту довше витримувати високі іонні температури, що перевищують 100 мільйонів градусів за Цельсієм.
Середовище з вольфрамовими стінками набагато складніше, ніж з вуглецевими. Вчений Луїс Дельгадо-Апарісіо порівнює ці два варіанти зі спробою "схопити кошеня вдома і спробою погладити дикого лева".
На жаль, ми поки що далеко від мети, досі вчені витрачають більше енергії на запуск і підтримування реакції, ніж отримують енергії в результаті. Тож наука мусить зробити ще дуже багато кроків і покращень, перш ніж досягне омріяної можливості.