40-летний эксперимент ядерного синтеза завершился стильно
Его последний запуск установил рекорд по количеству энергии, которую могут произвести такие реакции.
У конных лучников древнего Ирана был трюк, известный как парфянский выстрел. Отступая после атаки, они смогли развернуться в седле и дать последний залп. Это неплохое описание заявления, сделанного 8 февраля руководителями «Объединенного европейского тора» ( jet ), термоядерного эксперимента в Калхэме, Англия. После 40 лет работы компания jet закрылась в декабре. Но результат одного из его последних заездов, проведенного 3 октября прошлого года, дает отличный парфянский бросок.
Иногда говорят, что термоядерные реакторы имитируют процесс, благодаря которому светит солнце. Это не совсем точно. Сырьем солнечного синтеза являются протоны, ядра самой легкой и распространенной формы водорода. Процесс, превращающий их в ядро гелия (два протона и два нейтрона), состоит из нескольких этапов. Подход, используемый в jet , типе реактора, называемом токамаком, создает гелий за один этап путем реакции ядер двух более тяжелых типов водорода: дейтерия с протоном и нейтроном и трития с протоном и двумя нейтронами. . И солнечные, и земные превращения выделяют много энергии, но они имеют разные субатомные побочные продукты — два позитрона и два нейтрино в первом случае и нейтрон во втором.
Реактор JET, как следует из названия, был тороидальным . Магнитные поля удерживали и нагревали дейтерий и тритий внутри этой пустоты в форме пончика, создавая плазму (газоподобную форму материи, в которой атомные ядра и электроны разделены) объемом 90 кубических метров. При температуре 150 м по Кельвину ядра, сталкивающиеся в такой плазме, сливаются.
jet никогда не претендовал на роль прототипа коммерческого производства электроэнергии. Он был создан для изучения физики плавящейся плазмы, а не для того, чтобы вырабатывать больше энергии, чем потреблять. Но когда в октябре прошлого года его операторы увеличили цифру до 11, им удалось однажды добиться непрерывной термоядерной реакции в течение 5,2 секунды, что дало 69 мегаджоулей энергии при средней выходной мощности 13 мегаватт. Хотя это и крошечная мощность по гигаваттным меркам современных электростанций, это рекорд для токамака и хороший шаг в правильном направлении. Однако то, что будет дальше, вызывает много споров.
Некоторые обращают внимание на итэр , экспериментальный токамак, строящийся во Франции консорциумом правительств. Когда он откроется, дата которого еще не определена, объем плазмы в нем будет в девять раз больше, чем у jet . Тем временем по другую сторону Атлантики, в Массачусетсе, частное предприятие Commonwealth Fusion Systems строит sparc , токамак, который они надеются запустить в следующем году. sparc будет иметь меньший объем плазмы, чем jet , но из-за достижений в конструкции сверхпроводящих магнитов должен будет выдавать вдвое больше энергии, чем в него вложено. Фирма надеется, что это будет последний шаг на пути к созданию полностью коммерческой машины.
Помимо этих проектов, фирма Tokamak Energy планирует построить второй частный реактор в самом Калхэме. Другие фирмы как в Северной Америке, так и в Великобритании, использующие подходы, отличные от токамаков , также присоединяются к борьбе. Британское правительство также надеется присоединиться к этому проекту, выпустив токамак под названием step . Однако всем этим предприятиям на протяжении десятилетий помогали результаты jet . Приветствуем и прощаем одну из рабочих лошадок термоядерных исследований.
https://www.economist.com/science-and-technology/2024/02/09/a-40-year-old-nuclear-fusion-experiment-bows-out-in-style