Китайские физики с помощью «искусственного Солнца» сделали важный шаг на пути к получению чистой и безграничной термоядерной энергии
Свое достижение ученые описали в статье, опубликованной в журнале «Science Advances».
Китайский экспериментальный термоядерный реактор называют «искусственным Солнцем», ведь он может создавать энергию также, как это делает Солнце.
Это происходит с помощью термоядерного синтеза, то есть слияния, атомов водорода или их изотопов, дейтерия и трития, когда происходит выделение огромного количества энергии.
В ядре Солнца происходит синтез атомов с помощью высочайшего давления и большой температуры.
Но получить такое давление на Земле нельзя, а потому физики компенсируют это нагревая плазму до миллионов градусов Цельсия.
Термоядерный синтез считается источником практически безграничной и чистой термоядерной энергии.
Но на пути к постоянному производству такой энергии физики сталкиваются с разными трудностями, которые пытаются преодолеть.
Одна из трудностей заключается в том, что все ядра атомов имеют положительный заряд, а это значит, что они естественным образом отталкиваются друг от друга.
Чтобы придать ядрам атомов достаточно кинетической энергии для объединения в одно целое во время синтеза, физикам необходимо нагреть топливо до сверхплотной плазмы при температуре около 15 миллионов градусов Цельсия.
Но для достижения устойчивой термоядерной реакции необходимо, чтобы эта плазма оставалась горячей, плотной и стабильной в течение длительного времени.
В течение многих лет считалось, что более высокая плотность плазмы неизбежно приведет к нестабильности плазмы до того, как будет запущен термоядерный синтез.
То есть считалось, что невозможно преодолеть предел Гринвальда.
Превышение этого предела должно нарушить не только стабильность плазмы, но и ее удержание магнитными полями в реакторе.
Китайские физики использовали новый метод, который заключается в создании среды с высоким давлением газа в реакторе до образования плазмы, что позволяет плазме взаимодействовать со стенкой реактора гораздо менее разрушительным образом, чем это было бы в противном случае.
Физики также вручную подают дополнительную энергию в плазму по мере ее нагрева, что позволяет равномерно повышать ее плотность.
В итоге физики смогли повысить плотность плазмы на 65% выше существующего предела.
В результате плазма оставалась стабильной даже при повышении плотности.
Хотя до достижения человечеством практического производства термоядерной энергии с помощью термоядерного синтеза еще предстоит совершить множество прорывов, преодоление предела Гринвальда является важным шагом вперед на пути к этой цели.
Конечная цель китайского «искусственного Солнца» состоит в создании термоядерного синтеза, похожего на тот, что происходит в ядре Солнца, что даст возможность получить бесконечный чистый источник энергии.
