Німецький термоядерний реактор Wendelstein 7-X встановив світовий рекорд

В останньому циклі випробувань німецький експериментальний термоядерний реактор продемонстрував високі показники температури та густини плазми, а також встановив світовий рекорд з синтезу для реакторів типу “стеллатор”.

З моменту запуску Wendelstein 7-X у 2016 році та повідомлень про появу першої водневої плазми новин з’являлось небагато. Однак нещодавно дослідники з Інстуту фізики плазми ім. Макса Планка у німецькому Грейфсьвальді повідомили про нові досягнення проекту.

Рекордний вихід продуктів термоядерного синтезу у стеллаторі

Найбільший у світі експериментальний стеллатор отримав нове облицювання. Інженери вкрили внутрішні стінки камери графітною плиткою, здатною витримувати вищі температури та довготривалі розряди у плазмі.

Графітові плитки в реакторі
Встановлення графітових плит в камері синтезу. Джерело: IPP, Jan Michael Hosan

Крім того, реактор обладнали “дивертором”: розподілена смугами вздовж плазмового контуру диверторна плитка захищає окремі зони, де існує ризик “витікання” частинок плазми з країв магнітного кільця. Такі пристрої також допомагають нейтралізувати та відкачувати небажані домішки, які з’являються в плазмі.

“Перший досвід з новими настінними елементами є надзвичайно позитивним,”

зазначив професор Томас Сан Педерсен.

Успіх нової серії випробувань пояснюється, перш за все, цифрами. Якщо під час перших запусків Wendelstein 7-X підтримував імпульси до 6 секунд, після оновлень він показав рекордні 26 секунд.

 

Коли дослідники подали більше енергії для розігрівання іонів, піднявши її до 40 млн градусів, вони отримали рекордний для стеллатора вихід продуктів синтезу та чистої енергії (6×1026 градусів, помножених на секунди на куб. метр).

“Це чудовий показник для пристрою такого розміру, досягнутий, ба більше, в реалістичних умовах, зокрема, за високої температури йонів плазми,”

– додав Педерсен.

Прогрес Wendelstein 7-X дійсно вражає. Всього за декілька років німецькому проекту вдалося досягти значного збільшення тривалості термоядерного синтезу в імпульсному режимі та радикально підняти його ефективність.

Магнітні лініх в камері реактора
Експериментальна візуалізація магнітних ліній всередині камери синтезу Wendelstein 7-X. Джерело: Nature Communications

Раніше ми писали, як британський експериментальний термоядерний реактор досяг позначки у 15 млн градусів.

Кінцева мета дослідницького проекту – розробка електростанції з реактором синтезу, який буде “дружнім” до клімату та довкілля.

Як і Сонце, він матиме змогу генерувати енергію з процесу синтезу атомних ядер. Оскільки термоядерний синтез потребує для запуску температури у понад 100 млн градусів, розігріта воднева плазма низької щільності не має контактувати з холодними стінками реактора. Для цього стеллатор обладнали потужними магнітними котушками, які створюють магніте поле для утримання плазми всередині вакуумної камери на відстані від конструкційних елементів.

Зрештою, дослідники змагаються за найбільш ефективну конструкцію для довготривалого утримання плазми. Головними суперниками у цій грі залишаються ТОКАМАКи та стеллатори, як Wendelstein 7-X.

Nature Physics (2018), doi: 10.1038/s41567-018-0141-9

Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Валентин Солонечний
  • 47 записів
  • 0 дописів
Засновник Science Ukraine, науковий журналіст та популяризатор науки. Слідкує за розвитком гравітаційної астрономії, ДНК-медицини та термоядерного синтезу. Підтримує позитивізм та гуманне ставлення до природи.