Ученые установили новый рекорд ядерного синтеза

Ученые и инженеры в районе английского города Оксфорд достигли значительного прорыва в области ядерной энергии согласно объявлению в четверг, приближая такой чистый и передовой источник энергии к реальности. Используя установку Joint European Torus (JET) - огромное устройство в форме доната, известное как токамак, ученые поддержали рекордные 69 мегаджоулей энергии ядерного синтеза в течение пяти секунд, используя всего 0,2 миллиграмма топлива. Этого достаточно для питания примерно 12 000 домов в течение того же времени.

Ядерный синтез, тот же процесс, который питает Солнце и другие звезды, широко рассматривается как священная грааль чистой энергии. Ученые в течение десятилетий работают над освоением этого высококомплексного процесса на Земле, и в случае его успешного освоения ядерный синтез может генерировать огромные объемы энергии с минимальным расходом топлива и без выбросов углерода, приводящих к изменению климата.

Что такое ядерный синтез?

В эксперименте ученые подавали в токамак дейтерий и тритий, варианты водорода, которые, вероятно, будут использоваться в будущих коммерческих ядерных электростанциях. Чтобы получить энергию синтеза, команда повысила температуру в устройстве до 150 миллионов градусов Цельсия, примерно в десять раз выше, чем в ядре Солнца. Это крайнее тепло заставляет дейтерий и тритий сливаться вместе и образовывать гелий, процесс, который в свою очередь высвобождает огромное количество тепла. Токамак обит мощными магнитами, удерживающими плазму. Тепло затем используется и преобразуется в электроэнергию.

Этот эксперимент стал последним подобного рода для JET, который работал более 40 лет. Его последний эксперимент - и новый рекорд - предвестие хороших новостей для более новых проектов по синтезу, сказал Амброджио Фасоли, генеральный директор EUROfusion, консорциума из 300 экспертов, стоящих за экспериментом. Он указал на ITER, крупнейший токамак в мире, строящийся на юге Франции, и DEMO, устройство, планируемое после ITER с целью производства большего объема энергии, подобного прототипу ядерной электростанции.

«Наши успешные демонстрации операционных сценариев для будущих энергетических установок, таких как ITER и DEMO, подтвержденные новым рекордом по энергии, внушают больше уверенности в развитии ядерной энергии», - сказал Фасоли в заявлении.

Хотя ядерная энергия могла бы стать ключевым инструментом в решении климатического кризиса, вызванного в основном сжиганием людьми фоссильных топлив, это технология, скорее всего, потребует много лет для коммерциализации. К моменту ее полного развития будет слишком поздно использовать ее в качестве основного инструмента борьбы с изменением климата, согласно словам Аники Хан, исследователя по ядерному синтезу в Университете Манчестера.

И остаются многочисленные проблемы. Хан указывает, что команда использовала больше энергии для проведения эксперимента, чем она сгенерировала, например. «Это отличный научный результат, но мы все еще далеки от коммерциализации. Строительство ядерной электростанции также сталкивается с множеством инженерных и материальных проблем», - сказала она. «Тем не менее инвестиции в ядерный синтез растут, и мы делаем реальные успехи. Нам нужно обучать большое количество людей навыкам работы в этой области, и я надеюсь, что технология будет использована во второй половине века».