Экспериментальный ядерный реактор из Китая поддерживает перегретую водородную плазму 102 секунды

Немного дружеского соревнования никогда не повредит никому. Китайский токамак EAST и немецкий Wendelstein 7-X не совсем соперничают, как Месси и Роналду, но реакторы однажды могут привлечь внимание всего мира гораздо более важным способом.

Wendelstein 7-X отличился на прошлой неделе после генерации импульса водородной плазмы в 1/4 секунды, и теперь ученыеКитайского института физической науки, добились от своего реактора поддержания внушительных 102 секунд.

Экспериментальные реакторы, как токамак EAST, были использованы в качестве транспортных средств, чтобы проводить обильную чистую энергию ядерного синтеза в течение многих десятилетий. Внутри этих полых камер тороидальной формы, газообразный водород перегревается до температур, конкурирующих с нашим Солнцем, чтобы получить плазму, которая имеет мощные магнитные поля.

Если ее довести до достаточно длительных периодов, эта водородная плазма может однажды быть использована для обеспечения практически неисчерпаемого источника энергии.

В недавнем эксперименте в Китайского институте физической науки физики смогли нагреть плазму на EAST до около 50 млн градусов Цельсия, что в три раза больше температуры ядра нашего Солнца, и поддерживали ее в течение 102 секунд. Идея экспериментов, таких как эти, - воссоздать ядерный синтез, который происходит в звездах, где атомные ядра сталкиваются и сливаются вместе, чтобы сформировать атомы гелия, выпуская огромное количество энергии в этом процессе. Публично заявленная цель EAST - достижение 100 млн градусов и удерживание плазмы дольше 1000 секунд.

По правде говоря, плазма EAST опережала Wendelstein 7-X, еще до того, как немецкий реактор был построен. Еще в 2013 году ученые сообщили рекордный 30-секундный импульс высокотемпературной плазмы. Они утверждали, что это было результатом нового метода, который реконструирует силовые линии магнитного поля, что удерживают плазмы и новые внутренние покрытия, которые остановили ее дрейф к наружным стенам и разрушение.

Но другой возможный путь к созданию стабильной среды для плазмы - развитие стеллараторных реакторов. Эта конструкция, принятая для Wendelstein 7-X, гонит плазму через витое магнитное поле, которое разработано, чтобы постоянно заставлять плазменный поток находиться в центре сосуда, чтобы лучше избежать нарушений.

Оснащенный 50 сверхпроводящими обмотками, Wendelstein 7-X разработан, чтобы предложить более относительно короткие всплески плазмы. Достижение на прошлой неделе, когда импульс в два мегаватта микроволнового нагрева преобразовал газообразный водород в плазму при 80 миллионов градусов в течение четверти секунды, означает только начало его научной работы. Команда имеет ряд модернизаций, запланированных в течение следующих четырех лет, работая к своей конечной цели достижения 30-минутных разрядов.

Но так как эти два отдельные проекта находятся на разных фронтах термоядерных исследований, измерять их прогресс просто через сравнение времени чрезмерно упрощенно, как сравнивать яблоки и апельсины. Как объясняет д-р Мэтью Хоул, ученый из Австралийского национального университета, существует ряд факторов, которые необходимо учитывать.

Это внушительные подвиги, но это разные геометрические проблемы с использованием различных магнитных концепций. Одна из них скрученная, а вторая представляет собой прямой пончик.

Они имеют различные эксплуатационные свойства, но общее для них обоих, в дополнение к очень длинным импульсам, высокие температура и плотность и долгое время удержания энергии. Это большой прогресс, но следующим шагом будет ITER.

ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор) станет самым крупным термоядерным реактором томакак в мире. Продукт сотрудничества между 35 странами, он планируется как первый термоядерный реактор, производящий чистую энергию и, как ожидается, начнет работу в 2027 году.