Новый термоядерный реактор установил мировой рекорд температуры и плотности плазмы
Logo
Cover

В ходе последнего эксперимента плазменной установки Wendelstein 7-X физики немецкого Института Макса Планка добились рекордных показателей температуры и плотности, длительности импульсов и удержания плазмы. Более того, впервые была подтверждена промышленная пригодность этого типа реактора.

В отличие от первой экспериментальной фазы 2015/2016 годов, камера для плазмы реактора Wendelstein 7-X была выложена графитовыми плитками, обеспечивающими поддержание более высокой температуры и долгих плазменных разрядов. Плитки дивертора, устройства для удаления внешних слоев плазменного шнура, следуют контуру краев плазмы в форме десяти широких полос, идущих вдоль стенки камеры. Таким образом, они защищают стенки от частиц плазмы, которые нейтрализуются и выводятся.

«Первый опыт с новой поверхностью стенок в высшей степени положительный, — утверждает профессор Томас Санн Педерсен. — Если в конце первого этапа длина импульсов составляла шесть секунд, сейчас плазма держится до 26 секунд. Применение дивертора позволило закачать до 75 кДж энергии в плазму, что в 18 раз больше, чем во время первой фазы. Также была достигнута более высокая температура, необходимое условие для увеличения плотности плазмы».

Показатели температуры ионов, плотности плазмы и времени удержания энергии определяют то, насколько реактор близок к значениям, необходимым для горения плазмы.

Температура около 40 млн градусов и плотность 0,8×10 в 20 степени частиц на кубический метр, достигнутые на Wendelstein 7-X, дали 6×10 в 26 степени градусов в секунду на кубический метр — это мировой рекорд для стелларатора, типа магнитной ловушки для удержания плазмы, отличного от токамака,

Конечная цель эксперимента — создать реактор, способный вырабатывать чистую энергию из синтеза атомных ядер. Поскольку для этого требуется температура, превышающая 100 млн градусов, топливо, то есть плазма, не должно вступать в контакт с холодными стенками камеры. Магнитная ловушка Wendelstein 7-X выглядит как кольцо, состоящее из 50 сверхпроводящих магнитных катушек высокой около 3,5 м. Ее форма — результат тщательной оптимизации. Хотя Wendelstein 7-X не вырабатывает плазму, его задача — доказать, что стеллараторы подходят для применения на электростанциях, пишет Phys.org.

«Это отличные показатели для устройства такого размера, достигнутые в реалистичных условиях, то есть при высокой температуре ионов плазмы», — сказал профессор Санн Педерсен.

В начале июня токамак частной британской компании впервые разогрел плазму до 15 млн градусов. Это третий реактор в пятиэтапном плане компании Tokamak Energy, которая планирует разработать технологию коммерческой термоядерной энергетики к 2030 году.