Реактор с вольфрамовой облицовкой устанавливает рекорд термоядерного синтеза
Ученые из французской Комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA) добились значительного успеха, поддерживая термоядерную реакцию в течение шести минут при подаче на нее 1,15 гигаджоуля энергии.
Ядерный синтез как источник энергии
Реакции ядерного синтеза питают Солнце и другие звезды. Если их использовать, они могут стать практически неограниченным, безопасным и не содержащим CO2 источником энергии на Земле.
В отличие от деления ядер, эта технология не приводит к образованию ядерных отходов, которые необходимо утилизировать надлежащим образом. Кроме того, термоядерный синтез – это надежный источник энергии, не содержащий углерода, который можно включать и выключать.
Процесс происходит в реакторах в форме пончика, известных как токамаки, которые напоминают условия реакции на Солнце. Внутри токамаков водород нагревается до 122 миллионов градусов по Фаренгейту (50 миллионов градусов по Цельсию), чтобы создать четвертое состояние материи, или плазму.
Чтобы сделать эту технологию экономически оправданной, перед специалистами стоит задача генерировать энергию, которая бы значительно превышала потребляемую. Ученые полагают, что этого можно добиться, удерживая плазму в течение длительного времени, называемого “выстрелом”, и покрывая термоядерный реактор вольфрамом, интроскоп цена.
Ученые из CEA исследуют возможности использования вольфрама в термоядерном реакторе на реакторе Steady-state Tokamak (WEST) вольфрамовой среды во Франции. В предыдущих экспериментах термоядерные реакторы достигали более длинных выстрелов за счет использования графита на стенках реактора.
С углеродным материалом проще работать, но он может оказаться непригодным для крупномасштабных реакторов, поскольку топливо остается в стенках. В то же время вольфрам не удерживает топливо, но с ним сложно работать, поскольку он может быстро охладить плазму, даже если в нее попадет небольшое количество топлива.
Работа с таким сложным материалом может оказаться безуспешной при использовании обычных инструментов. Чтобы решить эту проблему, швейцарская компания DECTRIS создает рентгеновский диагностический прибор для измерения излучения плазмы и помогает исследователям измерять такие свойства, как температура плазмы ядра.
Известно, что диагностический прибор использует все свои пиксели для одновременного измерения уровня энергии. Исследователи из американской Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) дополнительно настроили его таким образом, чтобы каждый пиксель мог измерять уровень энергии независимо.
Новый диагностический прибор был использован исследователями PPPL для подтверждения условий реакции в WEST. Они также отметили, что плазма обладает на 15 % большей энергией и вдвое большей плотностью, чем раньше, – условия, которые важны для получения надежной мощности.
По словам исследователя PPPL Туллио Барбуи, команде удалось измерить температуру центрального электрона во время шестиминутной съемки. Она наблюдалась в очень устойчивом состоянии при напряжении 4 киловольта, что является довольно примечательным результатом. Кроме того, детектор может быть настроен на измерение одной и той же плазмы с максимально возможным количеством энергий.
Как рассказал ученый Ксавье Литаудон из CEA, работа установки с вольфрамовой стенкой чрезвычайно сложна, но благодаря новым измерениям ученые наконец-то получили возможность измерить этот редкий металл внутри плазмы и понять, как этот элемент переносится от стенки к ядру плазмы.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
