Как технология "звезда в банке" может навсегда изменить наш мир?

Внутри Солнца водород постоянно превращается в гелий, в результате чего производится энергия. Ее достаточно, чтобы нагревать планеты, расплавлять кометы и поддерживать жизнь на Земле. Так что было бы неплохо, если бы мы могли повторить этот процесс на нашей собственной планете, не так ли?

Именно это ученые пытались сделать на протяжении десятилетий. Ядерный синтез, известный также как технология «звезда в банке», по-видимому, всегда был в поле их зрения, но никогда в пределах досягаемости. Однако ряд недавних прорывов позволяет надеяться, что в скором времени нам будет доступна имитация силы Солнца на Земле.

Достижение W7-X

Одно из самых последних достижений было сделано с использованием немецкого устройства Wendelstein 7-X (W7-X). В начале декабря 2016 года ученым из Института Макса Планка в Грайфсвальде удалось сохранить плазму водорода в реакторе в течение нескольких экспериментальных миллисекунд. Это может показаться небольшим достижением, но оно имело чрезвычайно важное значение из-за целого ряда причин.

Во-первых, чтобы начать ядерный синтез и создать облако плазмы, требуются чрезвычайно высокие температуры — около 100 млн °C. Это облако также должно быть ограничено чрезвычайно мощными магнитами так, чтобы не касаться холодных стенок реактора.

Во-вторых, этот процесс ранее был достигнут только с плазмой гелия. Слитие водорода дает гораздо больше энергии, поэтому является более желательным. Чтобы просто добраться до этой стадии с помощью W7-X, понадобилось 19 лет работы и $ 1,1 млрд.

W-7X представляет собой тип термоядерного реактора, известного как стелларатор, который имеет форму закрученного «пончика», чтобы удержать плазму путем скручивания магнитного поля вокруг него. Другой тип термоядерного реактора, токамак, по-другому достигает этого витого магнитного поля. Он имеет более правильную форму, но использует больше тока, чтобы достичь того же эффекта скручивания в плазме. Оба метода имеют свои преимущества и недостатки.

Прорыв NFRI

Совпадение или нет, но в декабре прошлого года токамак также смог достичь большого прорыва. Ученым из Национального института термоядерных исследований (NFRI) в Южной Корее удалось сохранить высокопроизводительную плазму на протяжении 70 секунд, что является новым мировым рекордом. Сообщалось, что это было сделано с водородной плазмой.

Может появиться вопрос, зачем ученые работают со стелларатором, если токамак показывает гораздо более впечатляющие результаты? Причина заключается в том, что хотя конструкция стелларатора является более сложной, его работу легче поддерживать, и, если его можно будет улучшить, он сможет конкурировать с токамаком в поддержании плазмы.

Работа термоядерного реактора во Франции

Пока неясно, кто именно сможет выиграть гонку в создании рабочей «звезды в банке». Еще одним проектом в стадии реализации является Международный термоядерный экспериментальный реактор (МТЭР) во Франции. Этот международный проект использует токамак, но имеет длительное время развития. Впервые он был инициирован еще в 1988 году.

Тем не менее ученые проекта надеются генерировать первую плазму до 2025 года. Если все получится, этот реактор, как и другие, будет предшественником того, что должно произойти.

Преимущества ядерного синтеза

Конечно, все это может показаться довольно фантастическим. Ядерный синтез имеет дополнительное преимущество генерации нулевых отходов производства, и рабочий реактор теоретически будет производить больше энергии, чем мы можем представить. Это дало бы нам безграничный и чистый источник энергии.

Будет ли эта мечта реализована, еще предстоит выяснить. Но для ядерного синтеза, по крайней мере, у ученых выдался довольно хороший год. Работающая «звезда в банке» может находиться очень близко.