Мир на шаг ближе к неограниченной чистой энергии
СМИ сообщают о прорыве в области ядерного синтеза после того, как китайский реактор «искусственного солнца» установил новый мировой рекорд, генерируя устойчивый поток плазмы в течение 1066 секунд, что приблизило мир на один шаг к неограниченной чистой энергии.
Фото: Институт физики плазмы Китайской академии наук.
тестовый баннер под заголовком изображения
Если мы хотим использовать ядерный синтез для обеспечения энергией домов по всему миру, первым шагом будет строительство реакторов, которые могут работать максимально горячими как можно дольше, пишет Daily Mail.
Теперь китайский реактор «искусственного солнца», официально называемый Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), установил новый мировой рекорд, еще больше приблизив цель неограниченной чистой энергии.
Реактор, расположенный в Хэфэе в китайской провинции Аньхой, генерировал устойчивый поток плазмы в течение 1066 секунд при температуре 100 миллионов градусов по Цельсию — в семь раз горячее ядра Солнца. Это побило предыдущий мировой рекорд в 403 секунды, также установленный EAST в 2023 году.
По данным Daily Mail, EAST может стать предшественником первых в истории термоядерных электростанций, которые будут поставлять энергию непосредственно в сеть и в дома людей. Эти электростанции могли бы сократить выбросы парниковых газов в энергетическом секторе, исключив использование ископаемого топлива, такого как уголь и газ.
Ядерный синтез отличается от деления (метода, который в настоящее время используется на атомных электростанциях) тем, что он соединяет два атомных ядра вместе вместо того, чтобы расщеплять одно (деление), объясняет Daily Mail. В отличие от деления, термоядерный синтез не несет риска катастрофических ядерных аварий, подобных той, что произошла на японской АЭС «Фукусима» в 2011 году, и производит гораздо меньше радиоактивных отходов, чем существующие электростанции, говорят его представители.
Китайское «искусственное солнце» эксплуатируется Институтом физики плазмы (ASIPP) при Хэфэйском институте физических наук от имени Китайской академии наук.
Новый мировой рекорд, установленный в понедельник, знаменует собой важный шаг на пути к созданию функционального термоядерного реактора, по словам директора ASIPP профессора Сонга Юньтао: «Устройство для термоядерного синтеза должно быть способно работать стабильно и с высокой эффективностью в течение тысяч секунд, чтобы обеспечить самоподдерживающуюся циркуляцию плазмы, что необходимо для непрерывной генерации электроэнергии будущими термоядерными заводами».
Ученые со всего мира работали более 70 лет, чтобы достичь этой цели, согласно пресс-релизу Информационного бюро Госсовета, центрального отдела пропаганды Коммунистической партии Китая.
Гун Сяньцзу, глава отдела физики и экспериментальных операций EAST, сказал, что они модернизировали несколько систем EAST с момента последнего раунда экспериментов. Например, система отопления, которая ранее работала на уровне, эквивалентном почти 70 000 бытовых микроволновых печей, теперь удвоила свою производительность. «Конечная цель искусственного солнца — создать ядерный синтез, подобный солнечному, обеспечив человечество бесконечным, чистым источником энергии», — говорится в пресс-релизе.
Синтез, обычно считающийся святым Граалем энергии, также может позволить «исследовать космос за пределами Солнечной системы», снабдив ракеты более мощными двигательными установками. В основе термоядерных реакторов EAST и других термоядерных установок по всему миру лежит токамак — устройство в форме пончика, изначально разработанное советскими физиками в 1950-х годах. Внутри высокие температуры и давления превращают водородный газ в плазму — горячий, электрически заряженный газ.
Плазму часто называют четвертым состоянием вещества после твердого, жидкого и газообразного, и она составляет более 99% видимой Вселенной, включая большую часть нашего Солнца. В токамаке плазма удерживается и сжимается магнитными полями до тех пор, пока заряженные частицы в плазме не столкнутся. Когда частицы сливаются в гелий, они выделяют огромное количество энергии, имитируя процесс, который естественным образом происходит в центре звезд, таких как наше Солнце.
Единственными побочными продуктами реакций синтеза являются небольшие количества гелия, инертного газа, который можно безопасно выпустить, не нанося вреда окружающей среде, продолжает Daily Mail. В результате термоядерные реакторы долгое время рекламировались как лучший источник чистой энергии, хотя в «Бюллетене ученых-атомщиков» утверждается, что они «далеки от совершенства».
Некоммерческая организация отмечает, что энергия, необходимая для создания температур и давлений, которые позволяют проводить значительные реакции синтеза с изотопами водорода, не оправдывает фактически произведенную термоядерную мощность.
Стоит помнить, что EAST, как следует из его названия, является китайским «экспериментальным» реакторным проектом и может проложить путь для первых термоядерных электростанций.
Китайские эксперты говорят: «Миссия проекта EAST заключается в разработке усовершенствованного полностью сверхпроводящего токамака для создания прочной научной и технологической основы для будущей непрерывной работы термоядерных устройств».
Конечно, атомные электростанции уже существуют по всему миру, но они используют ядерное деление, которое имеет недостаток в производстве нестабильных ядер, некоторые из которых остаются радиоактивными в течение миллионов лет. С другой стороны, отмечает Daily Mail, термоядерный синтез не производит никаких долгоживущих радиоактивных отходов, а производит гелий, который является инертным газом.
Термоядерное топливо состоит из дейтерия и трития, которые являются изотопами водорода, самого распространенного элемента во Вселенной, что дает ученым надежду на «неограниченную энергию».
Китайская группа планирует использовать термоядерный реактор в сотрудничестве с учеными из Франции, работающими над Международным термоядерным экспериментальным реактором (ИТЭР).
Проект ИТЭР, базирующийся в Провансе, как ожидается, начнет вырабатывать электроэнергию в 2035 году и станет крупнейшим реактором в мире после завершения.
Тем временем, ядерный термоядерный реактор SPARC, американский проект с участием Массачусетского технологического института, в настоящее время находится в стадии разработки в Девенсе, штат Массачусетс, и его планируется ввести в эксплуатацию в 2026.
Южная Корея также имеет свое собственное «искусственное солнце» — Корейский сверхпроводящий токамак Advanced Research (KSTAR), который работает при температуре 180 миллионов градусов по Фаренгейту (100 миллионов градусов по Цельсию) в течение 48 секунд.
Японский реактор, называемый JT-60SA, запущенный в Наке к северу от Токио в конце 2023 года, представляет собой шестиэтажное сооружение высотой 50 футов и шириной 44 фута. Построенный и эксплуатируемый совместно Европой и Японией, JT-60SA станет крупнейшим в мире термоядерным реактором до завершения строительства ИТЭР во Франции.
В настоящее время строятся и испытываются другие реакторы меньшего размера, включая ST40 в Оксфордшире, который компактнее других реакторов в форме «пончика».
Реактор Joint European Torus (JET), также расположенный в Оксфордшире, выработал в общей сложности 69 мегаджоулей энергии за пять секунд до того, как был выведен из эксплуатации.
Все они могут быть предшественниками термоядерных электростанций, которые будут подавать энергию непосредственно в сеть и в дома людей.
Свежие комментарии