Эксперимент на объекте JET вселяет надежду, что коммерческая эксплуатация термоядерного источника энергии вскоре станет возможной. На установке типа токамак советской разработки 1950-х годов группе исследователей удалось получить 59 мегаджоулей энергии. Это немного, но сулит хорошие перспективы.
Европейские ученые установили новый рекорд по выработке энергии в результате ядерного синтеза. Этот прорыв стал результатом многолетней работы по производству энергии за счет реакции, питающей солнце.
Группе исследователей из консорциума Eurofusion удалось получить 59 мегаджоулей энергии в результате устойчивой реакции продолжительностью пять секунд на объекте «Объединенный европейский токамак» (Joint European Torus или JET) в Оксфорде – этого достаточно, чтобы вскипятить примерно 60 чайников.
«Этот знаменательный результат сильно приблизил нас к решению одной из величайших научных и инженерных задач на сегодняшний день», – заявил исполнительный директор британского Управления по атомной энергии Иан Чепмен (Ian Champan).
Установка JET, созданная в 1978 году в сотрудничестве между членами ЕС, Швейцарией, Великобританией и Украиной, – крупнейший в мире действующий экспериментальный термоядерный реактор для удержания физической плазмы магнитным полем. В конструкции типа токамак (тороидальная камера с магнитными катушками) советской разработки 1950-х годов используются мощные магниты для удержания на месте плазмы из двух изотопов водорода (дейтерия и трития), при нагревании до температур выше солнечной. При этом атомные ядра сливаются, высвобождая энергию.
До этого за полвека экспериментов по всему миру ученым так и не удалось извлечь из реакции больше энергии, чем потребляет энергоемкая система.
Автор книги «Строители звезд: ядерный синтез и гонка за энергией планеты» Артур Таррелл (Arthur Turrell) назвал успешный эксперимент, более чем вдвое побивший предыдущий рекорд JET в 22 мегаджоуля выходной энергии от 1997 года, большим шагом вперед. «По мощности это равно примерно четырем ветряным турбинам, то есть приближается к промышленному масштабу».
В отличие от ядерного деления, когда атомы расщепляются, при синтезе не образуются значительных радиоактивных отходов. Но главная проблема на пути к коммерческой эксплуатации термоядерного синтеза – это вопрос, как поддерживать реакцию и предотвратить ее затухание.
В этой связи Таррелл назвал поддержание выходной мощности в течение пяти секунд особенно важным. «Может, это и не очень впечатляет, но пять секунд в масштабах ядерного времени – это невероятно долго», – сказал он.
Ожидается, что результаты эксперимента на JETлягут в основу будущих достижений ИТЭР (Международный экспериментальный термоядерный реактор): этот крупнейший проект в сфере ядерного синтеза стоимостью свыше 20 миллиардов долларов развивается во Франции.
«Если мы научились поддерживать термоядерный синтез в течение пяти секунд, мы продержимся сначала пять минут, а затем и пять часов, ведь мы будем масштабировать свою деятельность на аппаратах будущего», – заявил глава консорциума Eurofusion Тони Донн (Tony Donne).
Своих скептиков у термоядерной энергии хватает, учитывая, сколько времени ушло даже на этот прогресс, но ее перспективы в борьбе с переменой климата вызвали повышенный интерес за последнее десятилетие.
Термоядерная энергия не выделяет парниковых газов, а запасы необходимых химических ресурсов практически неисчерпаемы. В обычной ванне с морской водой содержится примерно 5 граммов дейтерия, а тритий, хотя он и менее доступен, можно извлечь из распространенного металла лития либо получить в ходе самой реакции. Пробирка такого топлива теоретически может питать дом в течение сотен лет.
JET и ИТЭР – лишь два из целого ряда государственных проектов по всему миру. Но и частный сектор активно вкладывается в молодые компании в области термоядерной энергетики. К концу 2021 года общий объем частного финансирования перевалил за 3 миллиарда долларов, при этом некоторые предприятия нацелились на поставку коммерческой энергии уже в 2030-х.
Британский министр науки, исследований и инноваций Джордж Фриман (George Freeman) заявил, что Великобритания стремится к успеху в термоядерной энергетике. «Мы полны решимости принять ее в свой энергетический баланс и хотим заверить энергетический сектор, что эта технология станет доступной».
Автор: Том Уилсон (Tom Wilson)
Источник: Financial Times, Великобритания
