Найбільший у світі експериментальний термоядерний реактор офіційно відкрили в Японії

Деталі

Перша плазма токамака була отримана 23 жовтня з силою струму близько 130 кілоампер. Відтоді було проведено численні випробування для запобігання витоку плазми, збільшення струму плазми, оптимізації управління струмом, формою і положенням плазми.

На початку листопада було отримано "відхилену", або диверторну плазму, яка під час роботи реактора виводиться магнітним полем у спеціально влаштовані для цього периферійні вузли. Це сприяє вищій чистоті плазми, ефективнішому її утриманню і, зрештою, вищій продуктивності реактора.

Під час церемонії відкриття 1 грудня було продемонстровано диверторну плазму із силою струму в 1 мільйон ампер,
– ідеться в повідомленні.

Реактор JT-60SA / Фото JT-60SA project

Що ми знаємо про термоядерну енергетику

Ядерний синтез — це процес, що відбувається в зірках. Він вивільняє величезну кількість енергії, коли атомні ядра з'єднуються разом у більші. Найпростіші типи термоядерного синтезу підживлюються воднем, який на Землі можна відносно легко добувати з води. Оскільки зірки величезні, реакція синтезу йде в них за дуже високого тиску.

На Землі такий тиск неможливий, тому реакції синтезу мають відбуватися за дуже високих температур, а щоб їх досягти, треба спочатку витратити енергію. Ця технологія перебуває в зародковому стані, але дехто вважає, що за нею майбутнє. Важливою метою в дослідженнях термоядерної енергетики було отримання більшої кількості енергії від реакції, ніж витрати на її вироблення. І наука вже перетнула цю межу.

Попри те, що дослідження та експерименти у сфері термоядерного синтезу тривають уже десятки років, а у світі побудовано сотні реакторів, поки що не вдається використовувати цей вид енергії для комерційних цілей. Ми ще не вміємо утримувати плазму достатньо тривалий час і ще подолали низку проблем. Тож цей метод поки що лишається на далеке майбутнє.

Чим унікальний японський реактор

Новий токамак створено на базі JT-60, який працював із 1980-х років. Відпрацювавши понад 20 років і переживши дві модернізації, реактор досяг межі можливостей — було вирішено замінити його елементи на більш досконалі.

Принцип роботи японської установки відрізнятиметься від ІТЕР — проєкту, який реалізується в Європі. JT-60SA працює не за рахунок синтезу дейтерію і тритію. Замість цього реактор буде використовувати спочатку водень, а потім дейтерій для вивчення поведінки плазми. Це дозволяє установці ставати лише мінімально радіоактивною протягом усього терміну служби, забезпечуючи набагато більшу гнучкість для модернізації.

Зараз можливості реактора розраховані на те, щоб утримувати плазму до 100 секунд, що є дуже гарним результатом, хоча нинішній рекорд – 403 секунди. Для цього JT-60SA оснащений надпровідними магнітами, здатними генерувати потужні магнітні поля. Крім того, конструкція дає змогу оптимізувати форму плазми, зробивши її більш витягнутою та "трикутною", для поліпшення утримання. Творці JT-60SA сподіваються досягти "беззбитковості" – за якої енергія, що виділяється в результаті реакцій термоядерного синтезу, перевершить споживану.