Китайские учёные достигли новой вершины на пути к мечте о получении электроэнергии из термоядерной реакции искусственного Солнца. Токамак Академии наук КНР EAST, также известный как HT-7U, установил новый мировой рекорд, удержав плазменный шнур температурой 120 000 000 °C на протяжении 101 секунды.

Термоядерный синтез внутри звёзд позволяет создавать более тяжёлые атомы за счёт объединения лёгких атомных ядер. Солнце и другие звёзды используют для образования атомов-тяжеловесов собственную силу гравитации, однако для воспроизведения подобных реакций на Земле приходится прибегать к более хитроумным методам. В частности, уже на протяжении нескольких десятилетий учёные работают над созданием специальных установок – тороидальных камер с магнитными катушками (токамак), способных удерживать высокотемпературную плазму из дейтерия (изотопа водорода). Внутри токамака разогретую до невероятных температур плазму сдерживают не стенки камеры, а комбинированное электромагнитное поле. Оно не только изолирует плазменный шнур, но разогревает и поддерживает его равновесие при помощи электрического тока. По оценкам исследователей, содержащегося в литре морской воды дейтерия достаточно для синтеза количества энергии, производимого при сгорании 300 литров бензина.

Расположенный в китайском Хэфэе экспериментальный сверхпроводящий токамак EAST ввели в эксплуатацию в 2006 году. Его техническую поддержку осуществляют около 300 учёных и инженеров. В 2018 году реактор впервые разогрел плазму до 100 000 000 °C, удерживая её на протяжении 10 секунд. Спустя 2 года его рекорд побил корейский токамак KSTAR, увеличивший время поддержания сверхвысокой температуры плазмы до 20 секунд. В ходе весеннего эксперимента в рамках программы по созданию международного экспериментального термоядерного реактора EAST побил сразу два рекорда. В первую очередь токамак осуществил 20-секундный цикл удержания плазмы, разогретой до невероятных 160 000 000 °C.

Впрочем, наибольшего внимания международного научного сообщества заслужил второй рекорд с поддержанием температуры плазмы, в 8 раз превышающей температуру солнечного ядра, дольше 100 секунд. По словам физика Ли Мяо из Южного научного-технологического университета, это несомненный прорыв на пути к получению потенциально самого эффективного источника чистой электроэнергии. Конечной целью эксперимента будет стабильное удержание необходимой для термоядерного синтеза температуры на протяжении длительного времени. Учитывая теоретический потенциал безопасного производства огромных объёмов электроэнергии, управляемый термоядерный синтез считают «святым Граалем» чистой энергии. Термоядерные реакции сопровождаются нулевым выбросом парниковых газов, а количество используемых в них радиоактивных веществ многократно уступает требованиям традиционной ядерной энергетики, действующей за счёт реакций радиоактивного распада.

К сожалению, пока данное направление ядерной энергетики далеко от практического промышленного применения, поскольку существующие «искусственные Солнца» ещё не способны производить достаточно энергии, чтобы перекрыть собственные аппетиты. Впрочем, эксперты считают, что эта веха вполне достижима. Учёные рассчитывают, что в рамках последующих фаз эксперимента им удастся достигнуть этапа пылающей плазмы, на котором термоядерная реакция будет поддерживаться не за счёт внешнего подогрева, но благодаря альфа-частицам, производимым в ходе самой реакции. Конечная цель программы по созданию международного экспериментального термоядерного реактора – воспламенение, стабильная самоподдерживающаяся реакция.