Китайский термоядерный реактор EAST, известный как искусственное солнце, сумел стабильно удерживать плазму при экстремально высокой плотности. Ученые считают, что это один из важнейших шагов на пути к созданию практически неисчерпаемого и экологически чистого источника энергии.
О достижении сообщили исследователи Китайской академии наук. Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак EAST впервые смог поддерживать стабильное состояние плазмы при плотностях, значительно превышающих так называемый предел Гринвальда. Ранее считалось, что за этой границей плазма становится неустойчивой, а реакция термоядерного синтеза — невозможной для контроля.
Термоядерный синтез рассматривается как потенциальная основа энергетики будущего. В отличие от традиционных АЭС, он не производит долгоживущих радиоактивных отходов и не связан с выбросами парниковых газов. Однако технология десятилетиями оставалась экспериментальной: существующие установки пока тратят больше энергии, чем вырабатывают.
Реактор EAST относится к типу токамаков — установок, в которых раскаленная плазма удерживается мощными магнитными полями в камере в форме тора. Главная задача таких реакторов — создать условия, при которых ядра легких элементов начинают сливаться, выделяя энергию, как это происходит в недрах Солнца.
Одним из ключевых ограничений была плотность плазмы. Чем она выше, тем проще запустить реакцию, но тем сложнее удержать стабильность. Китайским ученым удалось найти режим работы, при котором плазма оставалась устойчивой даже при превышении прежнего предела в 1,3–1,65 раза. Этого достигли за счет точной настройки подачи топлива и микроволнового нагрева, а также контроля взаимодействия плазмы со стенками камеры.
Особую ценность представляет то, что в ходе эксперимента удалось приблизиться к режиму, который теоретически допускает рост плотности без потери устойчивости. Это открывает новые возможности для проектирования будущих термоядерных реакторов.
Результаты, полученные на EAST, будут использованы при разработке международных проектов, включая крупнейший в мире экспериментальный реактор ITER, строящийся во Франции. Хотя до появления коммерческих термоядерных электростанций еще далеко, новое достижение показывает: технологии управляемого синтеза постепенно переходят от теории к практике и могут сыграть ключевую роль в энергетике второй половины XXI века.
Источник: Live Science
Фото: Zhang Dagang
