В Японии открылся крупнейший в мире экспериментальный термоядерный реактор

Крупнейший в мире экспериментальный термоядерный реактор токамак, , JT-60SA открылся 1 декабря на востоке Японии, сообщается на сайте проекта.

Первая плазма токамака была получена 23 октября с силой тока около 130 кА. С тех пор были проведены многочисленные испытания для предотвращения утечки плазмы, увеличения тока плазмы, оптимизации управления током, формой и положением плазмы. В начале ноября была получена «отклоненная», или диверторная плазма, которая во время работы реактора выводится магнитным полем в специально устроенные для этого периферийные узлы. Это способствует более высокой чистоте плазмы, более эффективному ее удержанию и, в конечном итоге, более высокой производительности реактора.

«Во время церемонии открытия 1 декабря была продемонстрирована диверторная плазма с силой тока в 1 млн ампер», — говорится в сообщении.

Что такое термоядерная энергетика?

Ядерный синтез — это процесс, которых проходит в звездах. Он высвобождает огромное количество энергии, когда атомные ядра соединяются вместе в более крупные. Простейшие типы термоядерного синтеза подпитываются водородом, на Земле его можно добывать из воды. Поскольку звезды огромные, реакция синтеза идет в них при очень высоком давлении.

На Земле такое давление невозможно, поэтому реакции синтеза должны происходить при очень высоких температурах, а чтобы добиться такой температуры, надо сначала потратить энергию. Эта технология находится в зачаточном состоянии, но некоторые считают, что за ней будущее.

Несмотря на то, что исследования и эксперименты в сфере термоядерного синтеза ведутся уже десятки лет, а в мире построены сотни реакторов, пока не получается использовать этот вид энергии. Так, некоторые реакторы уже разогревались до температуры, в несколько раз выше, чем на Солнце. Также в Китае удалось удерживать плазму более 400 секунд — и это прорыв для токамаков. А в США ученые заявили, что наконец-то смогли получить от термоядерного синтеза на 50% больше энергии, чем на него потратили.

Чем уникален японский реактор?

Новый токамак создан на базе работавшего с 1980-х годов JT-60. Отработав более 20 лет и пережив две модернизации, реактор достиг предела возможностей — было решено заменить его элементы на более совершенные.

Принцип работы японской установки будет отличаться от ИТЭР — проекта, который реализуется в Европе. JT-60SA работает не за счет синтеза дейтерия и трития («тяжелый водород» и радиоактивный изотоп водорода). Вместо этого реактор будет использовать сначала водород, а затем дейтерий для изучения поведения плазмы. Это позволяет установке становиться лишь минимально радиоактивной в течение всего срока службы, обеспечивая гораздо большую гибкость для модернизации.

Сейчас возможности реактора рассчитаны на то, чтобы удерживать плазму до 100 секунд — это очень высокий результат по мировым меркам. Для этого JT-60SA оснащен сверхпроводящими магнитами, способными генерировать мощные магнитные поля. Кроме того, конструкция позволяет оптимизировать форму плазмы, сделав ее более вытянутой и «треугольной», для улучшения удержания. Создатели JT-60SA надеются достичь «безубыточности» или превзойти ее, при которой мощность, выделяемая в результате реакций термоядерного синтеза, была бы равна потребляемой.