Объединенный европейский токамак (JET), реактор ядерного синтеза типа токамак, установил новый мировой рекорд по выработке энергии: 69 мегаджоулей всего за пять секунд. Этот британский экспериментальный реактор представляет собой значительный прогресс в освоении данной технологии и прокладывает путь к созданию более крупных прототипов реакторов, включая ITER (Франция) и STEP (Великобритания).
Ядерный синтез — энергетический процесс, лежащий в основе звезд, — обещает стать чистым и потенциально богатым источником энергии для решения мировых энергетических проблем. Недавно Объединенный европейский торус (JET), расположенный в Калхэмском центре термоядерной энергии в Оксфордшире (Англия), крупнейший из существующих реакторов токамак, установил новый рекорд по производству термоядерной энергии.
Высокая термоядерная энергия вырабатывалась в течение 5 секунд, что позволило установить революционный рекорд в 69 мегаджоулей при использовании всего 0,2 миллиграмма топлива, сообщается в пресс-релизе JET. Эта разработка, ставшая результатом международного сотрудничества с участием сотен ученых и инженеров, подчеркивает растущее значение термоядерного синтеза как потенциальной альтернативы ископаемому топливу. Результаты, задокументированные в рамках проекта EUROfusion, вносят непосредственный вклад в развитие реактора ITER во Франции, который должен стать следующим важным шагом на пути к использованию термоядерного синтеза для крупномасштабного устойчивого производства энергии. Британский проект STEP также должен получить прямую выгоду от достижений JET.
Обнадеживающий результат
Объединенный европейский токамак (JET) является новаторской установкой в области ядерного синтеза. С момента своего открытия в 1983 году JET сыграл решающую роль в изучении возможностей ядерного синтеза как источника энергии. Благодаря конструкции токамака, состоящего из камеры магнитного удержания в форме пончика, он позволяет удерживать и нагревать плазму до экстремальных температур, создавая условия, необходимые для слияния атомных ядер. Магнитное ограничение необходимо для управления плазмой — высокоэнергетическим состоянием материи, в котором электроны отделены от ядер, что позволяет проводить термоядерные реакции.
Самым последним достижением JET стала выработка 69 мегаджоулей энергии всего за пять секунд из крошечного количества топлива (0,2 миллиграмма), состоящего из смеси дейтерия и трития. Это количество энергии, эквивалентное взрыву 16,5 кг тротила, является мировым рекордом в области ядерного синтеза.
Этот успех не только демонстрирует способность JET производить энергию в значительных масштабах, но и подтверждает использование дейтерия и трития в качестве жизнеспособного топлива для будущих коммерческих термоядерных электростанций. Д-р Фернанда Римини, директор по эксплуатации JET, говорит: «Мы можем надежно создавать термоядерную плазму, используя тот же состав топлива, что и будущие коммерческие термоядерные электростанции, демонстрируя передовой опыт, накопленный за прошедшее время».
До достижения энергоэффективности еще далеко…
Реализация коммерческой термоядерной электростанции, способной поставлять чистую, неисчерпаемую энергию, — амбициозная цель, которая сталкивается со значительными техническими и научными проблемами. Одно из главных препятствий — необходимость создания и поддержания экстремальных условий для ядерного синтеза.
Термоядерные реакторы должны генерировать температуру свыше 100 миллионов градусов Цельсия, что примерно в десять раз превышает температуру в центре Солнца. Это ставит беспрецедентные задачи перед материалами, которые должны выдерживать такие условия в течение длительного времени. То же самое относится и к технологиям магнитного удержания, которые должны контролировать плазму в течение достаточно длительных периодов времени, чтобы обеспечить стабильный термоядерный синтез.
Несмотря на значительные успехи, достигнутые JET, еще предстоит пройти долгий путь к достижению энергетической эффективности, когда энергия, полученная в результате термоядерного синтеза, превышает энергию, необходимую для инициирования и поддержания реакции. Чистый выход энергии на JET остается отрицательным, что подчеркивает сложность достижения самодостаточного производства энергии. Тем не менее, проведенные эксперименты дают ключевые данные для совершенствования термоядерных технологий. Они способствуют лучшему пониманию процессов термоядерного синтеза и взаимодействия плазмы со стенками, что необходимо для повышения эффективности будущих реакторов.