HighTech Недавно человечество совершило очень важный шаг вперед и как никогда приблизилось в созданию источника бесконечной чистой энергии, получаемой на основе ядерного синтеза.
На днях немецкие физики во всеуслышание объявили о запуске первого в мире крупного аппарата ядерного синтеза, способного удерживать в себе сверхгорячие сгустки гелия, более известные как "плазма".
Эта шестнадцатиметровая махина получила название Wendelstein 7-x (сокращение - W7-X) и представляет собой один из видов стелларатора - устройства, производящего ядерный синтез. В среде ученых уже не первое десятилетие ходят разговоры о невероятном потенциале стеллараторов, но только сейчас исследователям впервые удалось продемонстрировать их способность производить и контролировать плазму с тем же успехом, что и прочие виды ядерных реакторов.
10 декабря Институт Макса Планка по изучению физики плазмы опубликовал в своем твиттере невероятный снимок первой в мире плазмы, произведенной в стеллараторе.
Ядерный синтез - это процесс соединения ядер атомов при невероятно высоких
температурах в целях производства энергии. Главная причина, по которой это событие можно охарактеризовать как значительный прорыв, заключается в том, что такой способ получения энергии открывает человечеству доступ к практически неиссякаемой и, что не менее важно, экологически чистой энергии. Процесс ядерного синтеза с некоторой натяжкой можно даже сравнить с энергией, вырабатываемой Солнцем последние 4.5 млрд. лет.
В отличие от ядерного распада, применяемого на современных атомных электростанциях, в процессе ядерного синтеза отсутствуют такие неблагоприятные побочные эффекты как радиоактивные отходы, что делает его намного безопаснее.
Однако само по себе достижение ядерного синтеза является крайне трудновыполнимым, главным образом, из-за того, что для его успешного проведения ученым требовалось сконструировать устройство, способное производить и контролировать плазму, температура которой составляет около 100 млн. градусов по Цельсию.
Ключ к установлению контроля над плазмой лежит в использовании сверхпроводящих магнитов, и ученые уже преуспели в создании нескольких рабочих прототипов ядерного реактора кольцевидной формы, получивших название "токамаки".
Однако такому методу сопутствует и ряд трудностей: прежде всего, они способны удерживать плазму не дольше 6 минут 30 секунд за один цикл, что недостаточно для получения значительных объемов энергии. Другими словами, человечество уже давно научилось достигать ядерного синтеза, но пользы от этого было мало из-за того, что он потреблял гораздо больше энергии, чем производил.
Запуск стелларатора произвел такой фурор как раз потому, что, согласно данным исследователей, это устройство способно контролировать плазму на протяжение немыслимого ранее срока в 30 минут за цикл.
При проведении первого запуска стелларатор был наполнен нагретым лазером до 1 млн. градусов гелием, являющимся нереактивным газом. В качестве демонстрации плазма поддерживалась в нужном состоянии около 0.1 секунды, и несмотря на то, что такой результат может показаться не столь впечатляющим, этого достаточно для того, чтобы показать миру работоспособность нового устройства.
"Мы очень довольны результатом. Все прошло так, как и было задумано",- заявил глава исследовательской команды Ганс-Стефан Бош.
Следующая цель ученых - увеличивать продолжительность поддерживания гелиевой плазмы в необходимом состоянии все больше и, в конце концов, достигнуть заветного показателя в 30 минут. Кроме того, в январе исследователи попробуют создать плазму на основе водорода, свойства которого больше подходят для работы в аппарате ядерного синтеза.
Несмотря на все эти хорошие новости, нужно уточнить: стелларатор W7-X не предназначен и никогда не предназначался для производства энергии. Смысл постройки этого прототипа заключался лишь в демонстрации работоспособности концепта полноценных стеллараторов и привлечение внимание научного сообщества. Если все пойдет так, как задумали исследователи из Института Макса Планка по изучению физики плазмы, то они смогут использовать опыт постройки W7-X для возведения полномасштабного стелларатора следующего поколения, который сможет в буквальном смысле перевернуть мир и раз и навсегда положить конец зависимости человечества от горючих видов топлива. Многие ученые уже сегодня называют Wendlestein 7-X "нашей единственной надеждой".