Британские учёные заявили, что им удалось установить невероятный рекорд по синтезу термоядерной энергии в рамках финального эксперимента с применением токамака JET (Joint European Torus), расположенного в Великобритании, в Калхэмском центре термоядерной энергии.
Термоядерный синтез — это процесс, который протекает внутри нашего Солнца и других звёзд: его побочным результатом является производство тепловой энергии. Учёные считают, что технология, имитирующая данный феномен в земных условиях, позволит человечеству справиться с проблемой климатических изменений, положившись на чрезвычайно плодовитый, безопасный и экологически чистый источник энергии. В рамках недавнего эксперимента команда Калхэмского центра термоядерной энергии, действующего неподалёку от Оксфорда, в последний раз запустила JET — крупнейший в мире действующий экспериментальный термоядерный реактор для удержания физической плазмы магнитным полем. Примерно за 6 секунд реактор израсходовал всего 0,21 миллиграмма дейтерий-тритиевого топлива и разогрел плазму до 150 000 000 °C — в 10 раз горячее внутренностей Солнца. При этом он сгенерировал рекордный объём энергии за один сеанс — 69,26 мегаджоуля, что сопоставимо с тепловой энергией, производимой при сжигании двух килограммов угля.
JET в очередной раз побил собственный рекорд (59 мегаджоулей в 2022 году и 22,7 мегаджоуля в 1997 году), а также в 20 раз превзошёл максимальные показатели установки, действующей в научном комплексе National Ignition Facility Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, от октября 2023 года. Впрочем, стоит отметить, что, несмотря на рекорд, JET всё же не произвёл больше энергии, чем было потрачено на запуск и поддержание синтеза. До сих пор этот фокус удался лишь лазерной установке NIF, которая израсходовала около 2,05 мегаджоуля энергии, но произвела примерно на 50% больше — 3,15 мегаджоуля.
69,26 мегаджоуля достаточно для питания 41 000 домохозяйств в течение 5 секунд, что звучит не слишком невпечатляюще, однако это достижение служит важной вехой на пути к полномасштабной интеграции технологии в не таком уж и далёком будущем. Данный токамак эксплуатировался в условиях, близких к реальной электростанции, насколько это возможно в текущих условиях подготовки инфраструктуры. Его наследие ляжет в основу развития грядущих термоядерных электростанций, включая установку ITER — европейского мегапроекта термоядерной энергетики, задача которого будет заключаться в демонстрации возможностей коммерческого использования термоядерной реакции синтеза и решении физических и технологических проблем.
На текущем этапе эволюции термоядерной энергетики JET произвёл более 100 тысяч импульсов с запуском термоядерной реакции синтеза и исчерпал свой потенциал, потому в ближайшем будущем инженеры приступят к его демонтажу. Дело в том, что его электромагниты с обмоткой из медной проволоки не выдержат поддержания реакции на протяжении более чем 5-6 секунд и перегреются. В ITER эта проблема будет решена установкой сверхпроводящих магнитов, которые смогут поддерживать реакцию гораздо дольше — предположительно, 300 и более секунд. Если его испытания пойдут по плану, то к 2050 году учёные смогут представить миру прототип полноценной электростанции, вырабатывающей энергию за счёт термоядерной реакции синтеза.
Источник фото: EUROfusion