Миниатюрное солнце обеспечивает бесконечную энергию

Американские ученые разрабатывают термоядерную электростанцию, подобную реакции, происходящей на Солнце, способную стать неиссякаемым источником энергии.

Вид испытательного стенда термоядерного реактора. Фото: Принстонская лаборатория физики плазмы.

По данным Nature World News, физики из Принстонской лаборатории плазменной энергии (PPPL), США, экспериментально создали «миниатюрное Солнце». Оно способно обеспечить человечество чистой, безопасной и практически бесконечной энергией, положив конец зависимости от ископаемого топлива.

Экспериментальная установка представляет собой монолитный сферический токамак. Токамаки — это устройства, используемые для создания управляемых термоядерных реакций в плазменной среде. В настоящее время в мире существует только два таких устройства: Национальный сферический торусный эксперимент-модернизация (NSTX-U) в PPPL и Мегаамперный сферический токамак (MAST) в Калхэмском исследовательском центре термоядерной энергии в Великобритании, сообщает Eurek Alert.

Современные атомные электростанции используют ядерный процесс, при котором энергия вырабатывается путём расщепления ядер. Несмотря на высокую эффективность, эта реакция дорога и опасна, поскольку побочным продуктом её применения являются радиоактивные отходы.

В отличие от этого, реакции термоядерного синтеза генерируют энергию путём соединения ядер, что более безопасно и не приводит к образованию радиоактивных отходов. Однако для этой реакции требуются температуры, превышающие солнечную. Именно поэтому используются сферические токамаки. Токамаки могут создавать плазму, четвёртое состояние вещества, при очень высоких давлениях и температурах, что позволяет запускать реакции термоядерного синтеза при относительно слабых магнитных полях и при этом они недороги.

Устройство работает в три этапа. Сначала генерируется плазма с помощьюсверхгорячий водородный газ (около 150 миллионов градусов Цельсия)в лаборатории

Затем давление увеличивается, чтобы сжать плазму и заставить ядра столкнуться, запуская реакцию синтеза. В этом процессе используются сильные магнитные поля, создаваемые сверхпроводящими катушками. Учёные надеются, что тепла, выделяемого в ходе реакции, будет достаточно для её поддержания и преобразования части тепла в электричество.

В то время как традиционные токамаки представляют собой громоздкие пончики, сферические токамы более компактны и похожи на яблочные огрызки. Термоядерные реакторы типа «токамак» могут проложить путь к термоядерной энергии.

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

Однако существует ещё множество проблем, таких как повышенная турбулентность при попадании плазмы в магнитное поле, нарушение реакции при слишком высокой плотности плазмы в реакторе или появление примесей из-за взаимодействия со стенками реактора. Исследователям из PPPL, Калхэма и всего мира предстоит найти способы решения этих проблем для будущих поколений реакторов.

По данным VNE