Сила синтезу є спокійною мрією вчених, екологів та футуристів майже століття. Останні кілька десятиліть вчені намагаються знайти спосіб створити стійкі реакції синтезу, які забезпечили б людину чистою, рясною енергією, яка нарешті порушить нашу залежність від викопного палива та інших нечистих методів.
Останніми роками було досягнуто чимало позитивних кроків, які наближають «епоху синтезу» до реальності. Зовсім недавно вчені, що працюють з Експериментальним розширеним надпровідним Токамаком (EAST) - ака. "Китайське штучне сонце" - встановило новий рекорд, надмірно нагріваючи хмари водневої плазми до понад 100 мільйонів градусів - температура, яка в шість разів гарячіша, ніж саме Сонце!
Хоча вчені здатні зливати атоми водню для отримання енергії, камінь спотикання завжди досягав того, що відомо як "точка беззбитковості". Тут енергія, отримана в результаті самостійкої реакції синтезу, дорівнює енергії, необхідній для її ініціювання. І поки ми ще не досягли цього питання, вчені весь час зближуються.
В даний час два найпопулярніші способи отримання енергії синтезу синтезу - це інерційний підхід та реактор токамака. У першому випадку лазери використовуються для плавлення гранул дейтерію (Н² або "важкого водню") для створення реакції синтезу. В останньому процес включає в себе камеру утримування у формі тору, яка використовує магнітні поля та внутрішній струм для обмеження високоенергетичної плазми.
Перенагріваючи цю плазму і зберігаючи її стабільну, можна створити самостійку реакцію синтезу. У той час як інші реактори токамака покладаються на магнітні котушки, щоб підтримувати стабільність тору плазми, китайський реактор EAST покладається на магнітні поля, вироблені самою рухомою плазмою, щоб тримати тору в контролі. Це робить його менш стабільним, але дозволяє фізикам підвищувати рівень тепла.
Після чотиримісячної кампанії наукова команда EAST змогла інтегрувати чотири типи теплової енергії, щоб досягти нового температурного рекорду. Вони включали нагрівання нижнього гібридного хвилі, нагрівання електронно-циклотронною хвилею, іонно-циклотронний резонансний нагрівання та нагрівання нейронним пучком. За допомогою цих комбінованих методів оптимізовано профіль щільності плазмового струму.
Після того, як науковій команді вдалося оптимізувати з'єднання чотирьох різних технік нагріву, вони змогли створити хмару заряджених частинок, що містили нагріті до понад 100 млн. С електрони. Вони також перевищили рівень вприскування електроенергії в 10 Мегаватт (МВт) і підвищили енергію, що зберігається в плазмі, до 300 кілоджоулів (кДж).
Це не вперше, коли вчені з CASHIPS повідомили про досягнення важливої віхи синтезу. У 2016 році команда оголосила, що вони виробляли газ водню, який був утричі гарячішим за серцевину Сонця (приблизно 50 мільйонів ° C; 90 мільйонів ° F), і змогли підтримувати цю температуру для рекордних 102 секунд.
Завдяки цьому останньому експерименту команда EAST не лише подвоїла температуру плазмового тору (встановивши новий рекорд), їм також вдалося вирішити ряд питань, які мають вирішальне значення для досягнення стаціонарних операцій. Наприклад, вони вирішили обмеження вихлопу частинок і потужності, термін якого повинен бути правильним, щоб підтримувати стійку реакцію синтезу.
Експеримент також надав ключові дані для валідації тепловиділювальних, транспортних та поточних приводних моделей, які всі будуть визначальними для реалізації декількох великих проектів плавлення. До них відносяться Міжнародний термоядерний експериментальний реактор (ITER), Китайський випробувальний реактор з термоядерних технологій (CFETR) та електростанція DEMOnstration (DEMO).
Спочатку побудований у 2006 році, EAST став повністю відкритим випробувальним обладнанням, що дозволяє світовій науковій спільноті проводити стаціонарні операції та фізичні дослідження. А враховуючи, що команді Східного Сходу знову вдалося створити температурні умови, що перевищують Сонце, прізвисько «Китайське штучне сонце» навряд чи здається розтяжкою!
Вік чистої енергії наближається, і ні хвилини не скоро!
