Китай сделал важный шаг к управляемому термоядерному синтезу
Китайский Институт физики плазмы Академии наук в Хэфэе сообщил о завершении испытаний магнитной системы для удержания плазмы проектируемого термоядерного реактора нового поколения «CFETR», который планируют ввести в эксплуатацию в районе 2030 года.
Речь идёт о магнитах двух типов: во-первых, магнитах тороидального поля, а во-вторых, центральном соленоиде.
Магниты тороидального поля необходимы для создания магнитного поля, удерживающего раскалённую до 100 миллионов градусов плазму внутри реактора.
Всего в реакторе «CFETR» будет шесть таких магнитов с массой в 582 тонны каждый.
Центральный электромагнит-соленоид нужен для того, чтобы создавать переменное магнитное поле, порождающее в плазме реактора электрический ток, - по сути здесь работает тот же принцип, что и в беспроводных зарядках для мобильных телефонов.
Оба типа магнитов являются ключевыми и, пожалуй, наиболее сложными с технологической точки зрения компонентами термоядерных реакторов, так что их испытание означает, что Китаю удалось преодолеть основное технологическое препятствие к строительству своего реактора, который претендует на то, чтобы стать первым термоядерным реактором, способным производить и выдавать в сеть энергию термоядерного синтеза: аналогичный международный проект «ITER», который планируют запустить в 2035-м году, также должен реализовывать выделение энергии, но её отбор и коммерческое использование не предусмотрено, это планируется реализовать в следующем поколении реакторов с рабочим названием «DEMO».
Линейка проектов «ITER-DEMO» реализуется международным проектом в составе США, ЕС, России, Китая, Индии, Японии, Канады, Южной Кореи, Австралии, Казахстана и других стран.
Управляемый термоядерный синтез является давней мечтой энергетиков всего мира прежде всего из-за практически неисчерпаемых запасов термоядерного топлива: из имеющихся на Земле запасов тяжёлого изотопа водорода дейтерия можно произвести энергию, которой человечеству при нынешних темпах энергопотребления хватит примерно на 25 миллиардов лет.
Правда, сегодня во всех существующих и проектируемых термоядерных реакторах, включая «CFETR», «ITER» и другие проекты, в качестве топлива планируют использовать смесь дейтерия и ещё более тяжёлого изотопа водорода трития, который в природе не существует и который приходится получать искусственно, что делает его и вырабатываемую из него энергию весьма дорогими.
Изучаются возможности производства трития из лития непосредственно в термоядерных реакторах в ходе их работы и это одно из ключевых направлений, которое планируют изучать в рамках проекта «ITER».
Другой путь - переход к реакциям, для которых не нужен тритий, вроде реакций на чистом дейтерии или смеси дейтерия и гелия-3, но такие реакции требуют существенно более высоких температур и более мощных магнитных полей для удержания более горячей плазмы.
