В реакторе Wendelstein 7-X в Грейфсвальде (Германия) установлен новый рекорд в области термоядерного синтеза. Ученые Института физики плазмы имени Макса Планка (IPP) достигли прорыва, названного «значительным шагом вперед» к почти безграничной чистой энергии.
Термоядерный синтез, процесс, питающий Солнце, обещает неисчерпаемый источник энергии. Он требует слияния изотопов водорода в сверхгорячей плазме. Ключевая трудность – стабильно удерживать эту плазму, тратя при этом меньше энергии, чем выделяется в реакции.
Wendelstein 7-X использует концепцию стелларатора. Мощные внешние магниты удерживают плазму в кольцевой вакуумной камере, воссоздавая условия звезд. Это дает преимущество перед токамаками: внешние магниты обеспечивают лучшую стабильность плазмы, критическую для будущих электростанций.
Главным достижением стал рекордный «тройной продукт». Этот показатель объединяет плотность плазмы, температуру и время удержания энергии. Чем он выше, тем эффективнее реакция, приближаясь к критерию Лоусона для получения чистой энергии. Новый уровень превзошел результаты выведенных из эксплуатации токамаков JT60U (Япония) и JET (Великобритания), особенно по длительности плазмы.
Установлен и рекорд по «энергообороту» – комбинации мощности нагрева и длительности плазмы. За шестиминутный пуск реактор достиг показателя в 1,8 гигаджоуля (ГДж). Это превысило предыдущий рекорд самого W7-X (1,3 ГДж в феврале 2023 года) и результат токамака EAST (Китай) того же года.
Успех обеспечила новая система инжекции топлива. За 43 секунды в плазму было вброшено 90 замороженных водородных гранул со скоростью до 800 метров в секунду. Их подача координировалась с импульсами мощных микроволн, нагревавших плазму до пиковой температуры в 30 миллионов градусов Цельсия. Именно эта синхронизация позволила значительно продлить стабильное состояние плазмы.
«Рекорды представляют собой значительный шаг вперед в валидации концепции стелларатора», – заявил Роберт Вольф, руководитель отдела нагрева и оптимизации стеллараторов IPP. Он отметил ключевую роль выдающегося международного сотрудничества.
Томас Клингер, руководитель эксплуатации Wendelstein 7-X и отдела динамики и транспорта стеллараторов IPP, подчеркнул: «Повышение тройного продукта до уровня токамаков в течение длительных импульсов плазмы отмечает еще одну важную веху». Это приближает к созданию «энергетически пригодного стелларатора».
Изображение носит иллюстративный характер
Термоядерный синтез, процесс, питающий Солнце, обещает неисчерпаемый источник энергии. Он требует слияния изотопов водорода в сверхгорячей плазме. Ключевая трудность – стабильно удерживать эту плазму, тратя при этом меньше энергии, чем выделяется в реакции.
Wendelstein 7-X использует концепцию стелларатора. Мощные внешние магниты удерживают плазму в кольцевой вакуумной камере, воссоздавая условия звезд. Это дает преимущество перед токамаками: внешние магниты обеспечивают лучшую стабильность плазмы, критическую для будущих электростанций.
Главным достижением стал рекордный «тройной продукт». Этот показатель объединяет плотность плазмы, температуру и время удержания энергии. Чем он выше, тем эффективнее реакция, приближаясь к критерию Лоусона для получения чистой энергии. Новый уровень превзошел результаты выведенных из эксплуатации токамаков JT60U (Япония) и JET (Великобритания), особенно по длительности плазмы.
Установлен и рекорд по «энергообороту» – комбинации мощности нагрева и длительности плазмы. За шестиминутный пуск реактор достиг показателя в 1,8 гигаджоуля (ГДж). Это превысило предыдущий рекорд самого W7-X (1,3 ГДж в феврале 2023 года) и результат токамака EAST (Китай) того же года.
Успех обеспечила новая система инжекции топлива. За 43 секунды в плазму было вброшено 90 замороженных водородных гранул со скоростью до 800 метров в секунду. Их подача координировалась с импульсами мощных микроволн, нагревавших плазму до пиковой температуры в 30 миллионов градусов Цельсия. Именно эта синхронизация позволила значительно продлить стабильное состояние плазмы.
«Рекорды представляют собой значительный шаг вперед в валидации концепции стелларатора», – заявил Роберт Вольф, руководитель отдела нагрева и оптимизации стеллараторов IPP. Он отметил ключевую роль выдающегося международного сотрудничества.
Томас Клингер, руководитель эксплуатации Wendelstein 7-X и отдела динамики и транспорта стеллараторов IPP, подчеркнул: «Повышение тройного продукта до уровня токамаков в течение длительных импульсов плазмы отмечает еще одну важную веху». Это приближает к созданию «энергетически пригодного стелларатора».
