США совершили революцию в области термоядерного синтеза

В Массачусетском технологическом институте (МТИ), на токамаке Alcator C-Mod удалось добиться самого высокого давления плазмы за всю историю наблюдений.

Токамак, то есть тороидальная камера с магнитными катушками (термин предложен русским физиком Игорем Головиным), предназначен для достижения условий, необходимых для термоядерного управляемого синтеза. Традиционная атомная энергетика основана на делении, расщеплении ядра атома. Термоядерная — на синтезе тяжелых атомных ядер из легких. Фактически внутри токамака создается маленькая звезда. Однако уже более полувека физикам не удается провести термоядерный синтез, пригодный для получения энергии.

В токамаке атомы дейтерия и трития удерживаются тороидальным магнитным полем, создаваемым электрическим полем. Возникает также электрический ток, которые проходит через смесь атомов. Для дополнительного нагрева используется микроволновое излучение. Атомы нагреваются примерно до ста миллионов градусов, превращаясь в плазму («горячий суп» из протонов и электронов). Когда частицы сталкиваются, сливаясь в тяжелые атомы, выделяется энергия.

Чтобы извлечь ее, плазма должна находиться в устойчивом состоянии. Проблема в том, что на создание и поддержание нужных для термоядерной реакции условий в реакторе, энергии тратится больше, чем выделяется. Ученые комбинируют разные сочетания температуры, давления и времени удержания плазмы. Если произведение этих трех параметров будет выше определенного порога, то реакция получится именно такой, какая требуется.

Давление внутри токамака определяют температура и плотность. Удвоение давления приводит к четырехкратному повышению выделяемой энергии.

Ученые использовали чрезвычайно мощные магнитные поля, чтобы уплотнить «суп» из атомов, и добились увеличения давления плазмы на 16 процентов, до двух атмосфер. Предыдущий рекорд в 1,77 атмосферы был установлен в 2005 году на том же токамаке.

Рекордный показатель продержался две секунды при температуре 35 миллионов градусов Цельсия (в два раза горячее ядра Солнца). В токамаке происходили 300 триллионов реакций синтеза в секунду, а индукция магнитного поля достигла 5,7 тесла (для сравнения: сувенирный магнитик создает поле в пять миллитесла). Хотя этого недостаточно для устойчивости плазмы, данный рекорд, по мнению специалистов, — важный шаг на пути к энергетически выгодным реакторам.

Источник: Лента.Ру