Экспериментальный токамак Китая смог удержать водородную плазму в течение 102 секунд

09

февраля 2016

Экспериментальный токамак Китая смог удержать водородную плазму в течение 102 секунд

Теги: Оборудование , Наука , Строительство

Китайский токамак EAST привлекает внимание общественности ничуть не меньше, чем немецкий Wendelstein 7-X.  Но Германия была в заголовках новостей про достижения в термоядерном синтезе на прошлой неделе, а теперь пришла очередь китайцев. А вскоре придет очередь ИТЭР.

Ученые Китайского института физической науки смогли поддержать плазму в своем токамаке EAST ( экспериментальный сверхпроводящий токамак, находится в городе Хэфэй, провинция Аньхой, КНР) внушительные 102 секунды. Внутри камеры газообразный водород перегрели до температуры сравнимой с Солнечной, чтобы получить плазму. И эту плазму смогли удержать в стабильном состоянии 102 секунды. Водородная плазма может быть в перспективе использована для обеспечения людей неисчерпаемым источником чистой энергии.

В своем эксперименте китайские ученые нагрели водород до 50 миллионов градусов Кельвина (в три раза выше, чем температура ядра нашего Солнца) и поддержали плазму водорода 102 секунду с помощью мощных магнитных полей. Идея экспериментов пришла от ядерного синтеза, который происходит в звездах, где атомные ядра сталкиваются вместе и формируют атомы гелия, при этом выпуская массу энергии.  Пока конечная цель китайского токамака заключается в том, чтобы нагреть водород до 100 миллионов градусов Кельвина и удержать плазму более 1000 секунда (около 17 минут). К этом стремятся ученые, работающие над этой установкой.

На самом деле, токамак китайцев в определенной степени опережает немецкий Wendelstein 7-X...Их эксперименты давали лучшие результаты еще до того, как немецкое устройство было построено. Еще в 2013 году китайцы смогли поддержать высокотемпературную плазму в течение на тот момент рекордных 30 секунд. Они утверждали, что это было результатом нового метода конструкции силовых линий магнитного поля и внутренних покрытий.

Устройство немцев пока не хвастается теми же результатами, что китайская установка. Но экспериментальная установка для исследования высокотемпературной плазмы Wendelstein 7-X является средством, которое станет новым помощником в создании стабильной среды для плазмы. Это стеллараторный реактор. Конструкция Wendelstein 7-X гонит плазму через витое магнитное поле, которое разработано для постоянного удержания плазменного потока в центре сосуда.

Wendelstein 7-X только начинает свою работу. Он преобразовал газообразный водород в плазму, пока на четверть секунды. План немцев - удержать плазму 30 минут. Этот план кажется в два раза амбициознее,  чем план китайцев.

Оба проекта отличаются, хотя цели у них схожи. Термоядерные исследования китайцев и немцев пока дают нам основную надежду на неисчерпаемые чистые источники энергии. Тем не менее, близится время ITER - Международного термоядерного экспериментального реактора, который станет самым крупным термоядерным реактором в мире. Это продукт является резульатом сотрудничества между 35 странами. Ожидается, что он начнет свою работу в 2027 году. И вот именно от ITER (ИТЭР) ждут первую термоядерную чистую энергию. Нынешние эксперименты немцев и китайцев нацелены на то, чтобы ИТЭР был успешным.

Немного об ИТЭР:

Такое устройство предложили построить еще в СССР в 1985. Инициаторами выступили СССР. Долгие годы велись разные переговоры. Договор на строительство был подписан в 2012 году. В 2013 началось строительство. Разные страны отвечают за разные детали строительства, к примеру, итальянцы изготовили оборудование, на которых произвели сверхпроводящие материалы, а лаборатория США наматывала секции центрального соленоида. Исследовательский институт Санкт-Петербурга испытывал натуральный прототип гасящего резистора системы защиты катушек, Индия поставила комплектующие для одной из секций вакуумной камеры, а Корея ответственна за производство двух таких камер из десяти. И так далее. Это действительно большой проект, в котором напрямую, а не только финансово, участвуют многие страны мира.  Проект финансируется и управляется семью членами: ЕС, Индией, Японией, Китаем, Россией, Южной Кореей и США. 45% стоимости оплачивает ЕС, на территории которого строится ИТЭР (на юге Франции рядом с исследовательским центром Кадараш). Остальные страны вкладываются приблизительно в равной доле (около 9% каждая).

Поделиться с друзьями