Основной целью китайского термоядерного реактора EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) является поддержание плазмы в стабильном состоянии в течение 1000 секунд. На этой неделе исследователям это удалось сделать.
Фото: HFIPS
В понедельник, 21 января, плазма сохранялась в стабильном состоянии в течение 1066 секунд. В пресс-релизе говорится о «знаменательном событии» для «искусственного солнца», как еще называют исследовательский реактор в Китае.
Термоядерный реактор EAST. Фото: HFIPS
Рекорд, установленный в 2023 году, был превышен более чем вдвое. На тот момент плазме удалось продержаться в стабильном состоянии 403 секунды. По словам директора Китайской академии наук Сун Юньтао, новый рекорд имеет огромное значение и представляет собой решающий шаг на пути к созданию коммерческих термоядерных реакторов.
Для достижения рекорда реактор EAST был существенно модернизирован после предыдущих экспериментов. Нагревательная система токамака теперь стала примерно в два раза мощнее прежней. Исследователи сравнивают его мощность с мощностью около 140 000 бытовых микроволновых печей.
Однако исследователям еще предстоит уточнить одну важную деталь — температуру плазмы. Для эффективной реакции синтеза эта температура должна быть не менее 100 миллионов градусов Цельсия; некоторые исследователи даже предполагают 150 миллионов градусов.
Однако плазма образуется и при более низких температурах. Прошлые рекордные эксперименты проводились при температурах около 50 или 70 миллионов градусов. Реактор EAST также может достигать температуры более 100 миллионов градусов по Цельсию, но в течение более короткого времени — около 100 секунд.
Исследователи рады прорыву. Фото: Информационное бюро Государственного совета
В конце 2021 года уже была зафиксирована стабильность плазмы в течение 1000 секунд. Плазма нагрелась до 70 миллионов градусов. Однако в этом случае не удалось достичь режима высокого удержания плазмы (сокращенно H-режима). В текущих экспериментах удалось сохранить это состояние плазмы.
Режим высокой изоляции считается будущим ядерного синтеза. Состояние плазмы было открыто в 1982 году и возникает при увеличении мощности нагрева выше определенного порога. Затем плазма изменяется таким образом, что время удержания энергии увеличивается примерно вдвое.
Таким образом, тепло сохраняется в плазме дольше, не выходя наружу. Это возможно благодаря тому, что на краю плазмы образуется своего рода изолирующий слой. Однако физически H-режим еще не полностью изучен.
Тем не менее, международный исследовательский реактор ИТЭР, который впервые призван вырабатывать больше термоядерной энергии, чем используется для нагрева плазмы, также будет работать в Н-режиме. Китай принимает участие в разработке ИТЭР с 2006 года.
«Мы надеемся, что сможем расширить международное сотрудничество и сделать термоядерную энергию доступной человечеству», — сказал Сон.
Несмотря на свои рекорды, маловероятно, что EAST достигнет чистой выработки энергии. Экспериментальный реактор специально построен для достижения подобных рекордов, а не для коммерческой эксплуатации благодаря своим сверхпроводящим магнитным катушкам, которые удерживают горячую плазму во взвешенном состоянии. Пока еще предпринимаются небольшие шаги на пути к созданию функционирующей термоядерной электростанции.
