Термоядерная энергия стала ближе к реальности: физики установили новый рекорд с плазмой

Фото: Getty Images

Многие физики во всем мире работают над тем, чтобы получить устойчивый термоядерный синтез, который позволяет жить Солнцу, в качестве источника для практически безграничной энергии. Но для этого нужно решить несколько важных и сложных физических проблем. Физикам из США удалось установить новый рекорд. Они смогли в экспериментальном термоядерном реакторе преодолеть предел электронной плотности плазмы в 10 раз. Это еще один шаг вперед на пути к получению термоядерной энергии. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters, пишет ScienceAlert.

Сейчас физики изучают разные методы получения практически безграничной энергии из термоядерного синтеза атомов, которые имеют как положительные моменты, так и недостатки. Но новое исследования показывает, что есть способ преодолеть главное препятствие в процессах которые происходят внутри термоядерного реактора в форме тора под названием токамак.

Существует предел электронной плотности горячей плазмы внутри токамака под названием предел Гринвальда. Физики с помощью экспериментального термоядерного реактора MST в Университете штата Висконсин (США) смогли преодолеть этот предел в 10 раз.

То, что существует способ преодолеть предел Гринвальда означает, что физики могут улучшить эффективность термоядерного синтеза внутри токамака. Таким образом это приближает ученых к получению термоядерной энергии.

Для того, чтобы произошел термоядерный синтез, в результате которого выделяется избыточная энергия (то есть это разница между потраченной на запуск синтеза и полученной энергией), нужна горячая плазма, состоящая из заряженных частиц.

В токамаках используют электрические токи для перемещения плазмы по кольцу. Саму горячую плазму удерживают сильные магнитные поля. Но плазма нестабильна и имеет строгое ограничение плотности электронов в ней. Но чем выше эта плотность, тем больше избыточной энергии можно получить.

Физики считают, что две особенности токамака MST позволили преодолеть в 10 раз предел электронной плотности плазмы. Во-первых, он имеет толстые проводящие стенки для стабилизации магнитных полей, которые удерживают плазму. Во-вторых, он имеет источник питания, который можно регулировать на основе обратной связи, что имеет важнейшее значение для стабильности плазмы.

Новое достижение не означает, что в ближайшее время физики смогут получить устойчивый термоядерный синтез и безграничную энергию. По словам авторов исследования, во время экспериментов плазма была не такой горячей, как обычно во время запуска термоядерной реакции. Поэтому в этом плане нужны новые исследования.

Теперь ученые намерены точно выяснить, каким образом в их реакторе удалось достичь такого прорыва и можно ли преодолеть предел электронной плотности таким же образом в других, более производительных реакторах.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform