Достигнут новый рекорд термоядерного синтеза

Расположенный во Франции реактор Токамак WEST установил новый рекорд, удерживая термоядерную плазму при более высоких показателях энергии и плотности, чем ранее. Всё дело в используемом вольфрамовом корпусе, справляющимся со своей задачей лучше углеродных аналогов.

Токамак представляет собой термоядерную установку в форме тора, способную удерживать плазму посредством магнитных полей. Технология позволяет учёным изучать реакции термоядерного синтеза. WEST выработал энергию в размере 1,15 гигаджоулей, поддерживая температуру плазмы при температуре 50 миллионов градусов Цельсия в течение 6 минут.

Такого показателя удалось добиться после установки внутренней части токамака в вольфрам — металл с чрезвычайно высокой температурой плавления, что выделяет его на фоне углерода. Для измерения состояний плазмы исследователи использовали детектор рентгеновского излучения внутри корпуса.

В будущем учёные смогут задействовать технологию ядерного синтеза в качестве ключевого элемента для энергетических исследований. Потенциально он позволит вырабатывать огромное количество энергии.

«Это прекрасные результаты», — сказал Ксавье Литаудон, ученый из CEA и председатель Координационного совета по международным проблемам длительной эксплуатации (CICLOP), в пресс-релизе PPPL. «Мы достигли стационарного режима, несмотря на то, что находимся в сложных условиях из-за этой вольфрамовой стены».

^{Фото : CEA-IRFM}

Ядерный синтез происходит, когда атомы сливаются, уменьшая их общее количество и выделяя при этом огромное количество энергии. Его не следует путать с делением ядра — обратным процессом, при котором атомы расщепляются с получением энергии. Ядерное деление также приводит к образованию ядерных отходов, а ядерный синтез рассматривается как потенциальный Грааль энергетических исследований: чистый процесс, который можно оптимизировать для производства большего количества энергии, чем потребовалось изначально для обеспечения реакции. Отсюда шумиха вокруг «безграничной энергии» и столь же оптимистичные размышления.

Ранее в этом году Корейский институт термоядерной энергетики установил вольфрамовый дивертор в свой токамак KSTAR, заменив угольный дивертор устройства. Вольфрам имеет более высокую температуру плавления, чем углерод, и, по данным Корейского национального исследовательского совета по науке и технологиям, новый отклонитель повышает предел теплового потока реактора в два раза. Новый дивертор KSTAR позволил команде института дольше поддерживать высокие ионные температуры, превышающие 100 миллионов градусов Цельсия.

«Среда с вольфрамовой стенкой гораздо более сложна, чем использование углерода», — сказал в том же выпуске Луис Дельгадо-Апарисио, ведущий научный сотрудник проекта PPPL по физическим исследованиям и детекторам рентгеновского излучения, а также руководитель перспективных проектов лаборатории. «Проще говоря, в этом разница между попыткой схватить котенка дома и попыткой погладить самого дикого льва».

^{Внутри рабочей камеры термоядерного реактора. Источник изображения: Christopher Roux (CEA-IRFM)/EUROfusion}

Сейчас захватывающие времена для слияния (знаю, знаю, все так говорят). Но это правда! Как мы сообщали в прошлом году:

Исследования ядерного синтеза добились медленных, но значительных успехов; В 2022 году ученые из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса впервые сумели добиться чистого прироста энергии в реакции термоядерного синтеза. Мы все еще очень (читай: очень) далеки от хваленой цели создания надежного источника энергии с нулевым выбросом углерода, и это достижение было достигнуто с оговорками, но, тем не менее, оно показало, что эта область движется вперед.

Мы должны подчеркнуть — как мы делаем это каждый раз, когда обсуждаем возможности термоядерной технологии, — что путь прогресса будет извилистым, медленным, а в некоторых случаях бесполезным. На каждой горе есть свои мухи слона; вы не сможете узнать их значение в контексте прогресса, если не продолжите восхождение.

today 13:30

Fusion record set for tungsten tokamak WEST

 Princeton Plasma Physics Laboratory researchers measured a new record for a fusion device internally clad in tungsten. The device sustained a fusion reaction for a record six minutes and four seconds with 1.15 gigajoules of power injected, 15% more energy and twice the density than before. PPPL researchers used their own novel approach to measu...