Возможно, вы слышали о ядерном синтезе, верно? Хотя название звучит несколько «опасно», эта технология не имеет абсолютно никакого отношения к атомным взрывам или войнам и ориентирована на обещание будущего, в котором человечество может иметь чистый и возобновляемый неограниченный источник энергии.

Это потому, что методы, которые мы используем сегодня для получения энергии - например, сжигание ископаемого топлива, захват солнечной энергии, энергии ветра и так далее. - это не то, что мы можем назвать суперэффективными. Поэтому жизненно важно найти выход из энергетической проблемы, и одним из вариантов будет ядерный синтез.

Если вы хотите узнать все об этой опции и о том, где находится ваша разработка, здесь, в Mega Curioso, мы настоятельно рекомендуем вам посмотреть следующую анимацию, созданную людьми канала Kurzgesagt на YouTube. Во всяком случае, в основном, ученые надеются достичь с помощью ядерного синтеза - воспроизвести здесь, на Земле, те же термоядерные реакции, которые происходят на Солнце.

Задача: воссоздать Солнце на Земле

Как вы видели выше, хотя потенциал ядерного синтеза огромен, проблемы, связанные с разработкой этой технологии, также огромны. Это связано с тем, что, согласно анимации, в случае с Солнцем участвующие реакции представляют собой процесс, в котором атомы становятся настолько перегретыми, что теряют свои электроны, оставляя свои ядра свободно перемещаться в плазме.

Экспериментальная визуализация линии поля на магнитной поверхности

Поэтому, когда эти ядра достигают температуры около 14 миллионов градусов по Цельсию, они сливаются и выделяют необычайное количество энергии. В нашей звезде эти термоядерные реакции происходят благодаря их огромной массе, которая, в свою очередь, создает огромное давление и очень высокие температуры в центре Солнца.

Поскольку задача ученых здесь, на Земле, состоит в том, чтобы воспроизвести те же самые условия, то есть им нужно найти способ создать «мини-солнце» как бы внутри силовой установки и найти способ хранения энергии, получаемой посредством реакций. Сложно? Чрезвычайно! Тем не менее, есть несколько ученых, которые усердно работают - и делают важные успехи в развитии ядерного синтеза.

Потрясающие тесты

В начале декабря группа исследователей опубликовала результаты некоторых очень многообещающих испытаний с использованием ядерного термоядерного реактора Wendelstein 7-X. Это экспериментальное устройство было построено в Грайфсвальде, Германия, сотрудниками Института Макса Планка и работает от использования сверхмощных магнитных полей для ограничения плазмы термоядерного топлива.

Вендельштейн 7-X

Строительство реактора заняло около десяти лет - за скудные 1 миллиард евро - и, хотя W7-X прошел некоторые испытания с момента его запуска в прошлом году, последние эксперименты подтвердили, что устройство Работает хорошо.

Точнее, ученые засвидетельствовали, что в отношении ожиданий проекта реактор имеет коэффициент ошибок менее 0, 001%. Перевод: Испытания показали, что W7-X способен генерировать магнитные поля очень высокого качества, как и предполагалось проектом. Фу ... Но хорошие новости, связанные с достижениями в области ядерного синтеза, не заканчиваются!

Ядерный рекордсмен

Одной из самых больших трудностей в способности выполнять термоядерные реакции является именно поддержание плазмы (перегретой) в идеальном состоянии для выработки энергии достаточно долго. Кроме того, испытания, проведенные недавно с KSTAR, компанией «Сверхпроводящий ток» компании «Сверхпроводящий ток» в Корее, реактором, построенным в Тэджоне, Южная Корея, смогли удержать плазму «звенящей» в течение рекордного 70-секундного интервала.

Предварительные результаты испытаний, выполненных с KSTAR

Может показаться, что этот период продолжительностью чуть больше минуты - ничто, но вы не можете себе представить вызов, который повлек за собой этот подвиг. Для начала команда использовала неиндуктивный режим для достижения состояния плазмы (с температурой до 300 миллионов градусов Цельсия!) И использовала вращающиеся трехмерные поля для понижения температуры в зонах реактора, соприкасающихся с теплом плазмы.

Кроме того, команда разработала новый режим работы, который позволит термоядерным реакциям происходить при более высоких давлениях и более низких температурах, то есть более эффективно, в будущем. Конечно, мы все еще очень далеки от производства энергии посредством крупномасштабного ядерного синтеза.

Продвинутое исследование корейского сверхпроводящего токамака

Однако эти экстраординарные результаты показывают, что ученые могут быть на правильном пути, чтобы воссоздать маленькое солнце здесь на Земле и установить неограниченный источник энергии, который не представляет опасности для людей или нашей планеты.