В ядерном реакторе шириной менее метра была достигнута температура в семь раз выше, чем в центре Солнца. Ионы внутри сферического токамака ST40 разогрелись до более чем 100 миллионов градусов по Цельсию, побив рекорд для такого типа реакторов. Исследование опубликовано в журнале Nuclear Fusion.
Сто миллионов градусов по Цельсию раньше достигались только в гораздо более крупных реакторах, требующих гораздо большей мощности. Это важное достижение, поскольку оно демонстрирует, что правильные условия для термоядерного синтеза могут быть созданы в более компактных реакторах, таких как ST40, требующих меньше энергии для работы.
«В то время как национальные лаборатории сообщают о температуре плазмы выше 100 [миллионов] градусов в обычных токамаках, по крайней мере, в 15 раз больше, веха Tokamak Energy была достигнута за пять лет в компактном сферическом токамаке <…> Сферические токамаки максимизируют мощность термоядерного синтеза с более высокой эффективностью, и по сравнению с обычными токамаками сферические токамаки снижают капитальные затраты и эксплуатационные расходы», — сказал Стюарт Уайт из Tokamak Energy.
Вообще говоря, добиться термоядерного синтеза в меньшем реакторе сложнее, чем в большем. Чтобы понять почему, давайте сначала сделаем краткий обзор ядерного синтеза.
Слияние происходит, когда два атома объединяются, высвобождая огромное количество энергии. Это потому, что внутри каждого атома есть ядро, вокруг которого вращаются электроны и которое содержит протоны и нейтроны. Когда вы сталкиваете два атома с достаточной силой, их ядра объединяются, высвобождая огромное количество энергии.
Это хорошо, потому что все, что ему нужно в качестве топлива, — это водород, самый распространенный элемент во Вселенной, но это тяжелая работа, потому что соединение атомов (формирование гелия) требует огромных температур и давления. Для достижения этих условий внутри реактора обычно требуется много оборудования и места, но здесь у нас есть ST40, обеспечивающий работу реакторов, которым требуется около 2,6 квадратных километров (1 квадратная миля), чтобы работать в том, что напоминает металлическое яйцо метровой ширины. .
«Эти результаты впервые демонстрируют, что ионные температуры, важные для коммерческого синтеза с магнитным удержанием, могут быть получены в компактном высокопольном СТ и служат хорошим предзнаменованием для термоядерных электростанций на основе сильнопольного СТ», — написали исследователи, стоявшие за достижением.
В то время как ужасные истории, такие как Чернобыльская катастрофа 1986 года, заставили многих сомневаться в ядерной энергии, как источник энергии она, возможно, не имеет себе равных, когда речь идет об устойчивости и воздействии на окружающую среду. С постоянно растущим населением, которое ищет несколько устройств, электромобилей и достаточно энергии, чтобы все это работало, крупномасштабное производство электроэнергии, подобное тому, которое достигается за счет ядерного синтеза, является одним из самых экологичных способов добиться этого.
Этот скачок в технологии термоядерного синтеза может однажды проложить путь к получению ядерной энергии, которая сможет удовлетворить постоянно растущие потребности человечества в энергии.
«Этот важный рецензируемый результат впервые демонстрирует, что температуры плазмы, важные для коммерческой термоядерной энергии, могут быть получены в компактном сферическом токамаке с сильным полем», — сказал в заявлении доктор Стивен Макнамара, научный директор Tokamak Energy. «В сочетании с нашей ведущей в мире магнитной технологией и по мере расширения масштабов операций это вселяет в нас большую уверенность в том, что более эффективная и экономичная конструкция сферического токамака представляет собой лучший путь к достижению чистой и глобально применимой коммерческой термоядерной энергии».
