Миниатюрное солнце является неисчерпаемым источником энергии.

Американские ученые разрабатывают термоядерную электростанцию, подобную той, что работает на Солнце, которая потенциально может стать неисчерпаемым источником энергии.

Панорамный вид на место расположения установки для испытаний термоядерной реакции. Фото: Принстонская лаборатория физики плазмы.

Как сообщает Nature World News, физики из Принстонской лаборатории плазменной энергии (PPPL) в США создали экспериментальную модель «миниатюрного солнца». Она потенциально может обеспечить человечество чистой, безопасной и практически неисчерпаемой энергией, положив конец нашей зависимости от ископаемого топлива.

Экспериментальная установка представляет собой монолитный сферический токамак. Токамак — это устройство, используемое для создания управляемых термоядерных реакций в плазменной среде. В настоящее время в мире построены только два таких устройства: Национальный эксперимент по созданию сферического тора (NSTX-U) в PPPL и Мегаамперный сферический токамак (MAST) в Калхэмском центре исследований термоядерной энергии в Англии, сообщает Eurek Alert.

Современные атомные электростанции используют реакции деления, генерируя энергию посредством ядерного распада. Несмотря на высокую эффективность, эта реакция дорогостояща и опасна из-за образования радиоактивных отходов в качестве побочного продукта.

Напротив, реакции термоядерного синтеза генерируют энергию посредством ядерного синтеза, что делает их более безопасными и не приводит к образованию радиоактивных отходов. Однако для этой реакции требуются температуры выше, чем у Солнца. Именно поэтому используются сферические токамаки. Токамаки могут создавать плазму, четвертое состояние вещества, при очень высоких давлениях и температурах, что позволяет запускать реакции термоядерного синтеза при относительно слабых магнитных полях и с низкими затратами.

Устройство работает в три этапа. Сначала генерируется плазма с помощью...перегретый водород (приблизительно 150 миллионов градусов Цельсия)в лаборатории.

Далее давление повышается, чтобы сжать плазму и заставить ядра столкнуться друг с другом, вызывая термоядерную реакцию. В этом процессе используются сильные магнитные поля, создаваемые сверхпроводящими катушками, обернутыми вокруг плазмы. Ученые надеются, что выделяемого в результате реакции тепла будет достаточно для ее поддержания и преобразования части его в электрическую энергию.

В то время как традиционные токамаки довольно громоздки, тороидальные, сферические токамаки более компактны и напоминают сердцевину яблока. Термоядерные реакторы типа токамак могут заложить основу для развития термоядерной энергетики.

«Мы открываем новые возможности для будущих электростанций», — сказал Джонатан Менар, ведущий автор исследования и директор программы модернизации NSTX-U в PPPL.

Однако остается ряд проблем, таких как усиление турбулентности при введении плазмы в магнитное поле, сбои в реакциях, возникающие при слишком высокой плотности плазмы в реакторе, или загрязнение из-за взаимодействия со стенками реактора. Исследователям в PPPL, Калхэме и по всему миру необходимо найти способы решения этих проблем для будущих поколений реакторов.

Согласно VNE