Французский токамак WEST установил новый мировой рекорд, удерживая стабильную плазму более 22 минут
Французский токамак WEST, расположенный в исследовательском центре CEA Cadarache, установил новый мировой рекорд, поддерживая стабильную реакцию термоядерного синтеза в течение 1 337 секунд (более 22 минут). Это достижение превзошло предыдущий рекорд, установленный китайским токамаком EAST, на 25%. Мощность нагрева плазмы составила 2 мегаватта. Данный прорыв является важным шагом на пути к коммерческому использованию термоядерной энергии. Следующая цель ученых — удерживать плазму в стабильном состоянии в течение нескольких часов.
Термоядерный синтез, активно изучаемый более 80 лет, обладает огромным энергетическим потенциалом. Всего один грамм изотопов водорода может произвести энергию, эквивалентную сжиганию 11 тонн угля. Функционирующий термоядерный реактор обеспечил бы практически неограниченный источник энергии, не выделяя углекислый газ и не производя долгоживущих радиоактивных отходов.
Однако использование термоядерного синтеза сталкивается с серьезными техническими challenges. Основные трудности связаны с созданием условий для автономной реакции синтеза, требующей температуры от 100 до 150 миллионов градусов Цельсия и давления в 5–10 атмосфер. Кроме того, плазма высокой энергии крайне нестабильна, что усложняет ее удержание.
Для поддержания стабильности плазмы используется метод магнитного удержания, при котором плазма удерживается в тороидальной камере с помощью мощного магнитного поля. WEST, оснащенный сверхпроводящими катушками и активными системами охлаждения, является частью международных усилий по развитию термоядерной энергетики, включая проекты JET, EAST, JT-60SA, KSTAR и строящийся ITER.
«WEST достиг важного технологического рубежа, удерживая плазму более 20 минут с мощностью нагрева 2 МВт. Этот результат укрепляет позиции Франции в подготовке к эксплуатации ITER», — заявила Анн-Изабель Этьенвр, директор по фундаментальным исследованиям CEA.
Ученые планируют продолжить эксперименты, чтобы увеличить время удержания плазмы до нескольких часов и повысить ее температуру, приближаясь к условиям, необходимым для автономного термоядерного синтеза. Эти достижения помогут оптимизировать работу других реакторов, включая ITER.
Несмотря на прогресс, исследователи отмечают, что термоядерная энергия вряд ли внесет значительный вклад в достижение глобальных целей по нулевым выбросам CO2 к 2050 году, так как текущие технологии пока потребляют больше энергии, чем производят. Тем не менее, каждый новый рекорд приближает человечество к эре чистой и практически неисчерпаемой энергии.