Сила синтезу вже давно вважається святим граалом альтернативної енергії. Чиста, рясна потужність, створена завдяки самопідтримуваному процесу, коли атомні ядра зливаються при надзвичайно високій температурі. Досягти цього було метою атомних дослідників та фізиків вже понад півстоліття, але прогрес був повільним. Незважаючи на те, що наука, що стоїть за потужністю синтезу, є твердою, процес не є практично практичним.
Коротше кажучи, синтез можна вважати життєздатною формою живлення лише тоді, коли кількість енергії, яка використовується для ініціювання реакції, менша, ніж вироблена енергія. На щастя, в останні роки було зроблено ряд позитивних кроків до цієї мети. Останнє надходить з Китаю, де нещодавно дослідники експериментальної розширеної надпровідної токамаки (EAST) повідомляють, що вони досягли важливої віхи плавлення.
Протягом багатьох років було запропоновано та випробувано багато різних концепцій синтезу. В даний час дві найпопулярніші конструкції - це інерційний підхід та реактор токамак. У першому випадку лазери використовуються для плавлення гранул дейтерійного палива 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.
Використовуючи токамак, який має три відмінних ознаки - некруглий поперечний переріз, повністю надпровідні магніти та повністю активно охолоджені водою компоненти з плазмою (ПФУ) - вчені на установці EAST оголосили минулого тижня, що вони зможуть виробляти газ водню, який була втричі гарячішою за серцевину Сонця (приблизно 50 млн. С; 90 млн. ° F), і вони змогли підтримувати цю температуру протягом рекордних 102 секунд.
Це не маленьке досягнення, тому що утримання та стабільна температура мають важливе значення для створення сили синтезу. Після ініціювання термоядерних реакторів необхідно мати можливість тривати реакцію протягом тривалого періоду часу, головним чином тому, що кількість енергії, необхідної для її ініціювання, значна. Але, звичайно, підтримувати та обмежувати таку високоенергетичну плазму досить складно та потенційно небезпечно.
Завдяки підтримці високоенергетичної плазми понад півтори хвилини місце EAST, яке входить до Інституту фізичних наук у Хефеї в Цзяншу, на крок попереду у світовій гонці синтезу. Відтворюючи стабільні умови, за яких природний синтез відбувається - тобто у внутрішніх приміщеннях Сонця - людство може бути на крок ближче до мрії про чисту і практично безмежну енергію.
Але, звичайно, є певний скептицизм щодо цього твердження. Поки що Інститутом фізичних наук було лише повідомлення про продовження. До тих пір, поки не будуть надані результати перевірки, заява залишатиметься непідтвердженою. Однак якщо їх результати будуть підтверджені, це означатиме, що існує певна конкуренція, щоб побачити, хто може отримувати все більш хороші результати. І ця конкуренція вже може бути!
Лише за кілька днів до того, як заклад EAST оголосив цю віху, дослідники Карлоспруеського технологічного інституту (KIT) в Німеччині зробили власне оголошення. Тут дослідники стверджували, що стелларатор Wendelstein 7-X (W7X) - найбільший подібний термоядерний реактор - успішно вперше створив та підтримував водневу плазму.
За конструкцією, подібно до токамака, стеллератор використовує кручені кільця та зовнішні магніти для обмеження плазми. Будучи одним із найвідоміших прикладів зірлятора, Wendelstein 7-X зміг нагріти газ водню до температури 80 мільйонів градусів Цельсія і витримати цю плазмову хмару протягом чверті секунди. Коротше кажучи, вони досягли реакції, яка виробляла більше енергії, але набагато менше часу.
У найближчі роки на фронті синтезу очікується більше новин, коли такі проекти, як Міжнародний експериментальний термоядерний реактор (ITER), виходять в Інтернет. Розташований на півдні Франції, ITER задіяє найбільший у світі експериментальний реактор токамак і стане найбільшим експериментом із синтезу на сьогоднішній день. Організація EAST зазначила, що має намір брати безпосередню участь у ІТЕР та надасть свій досвід та досвід.
Хоча ми ще багато років від термоядерних реакторів, що вирішують усі наші енергетичні проблеми, добре знати, що ми вживаємо відповідних кроків, щоб зробити це реальністю. Хто знає? Колись наші діти (або онуки) можуть виглядати на початку 21 століття як "епоха перед синтезом" і дивуватися, як це нам колись вдалося пройти!
