Это не преувеличение: в Китае создали установку, в которой удаётся достичь температур, многократно превышающих температуру в ядре настоящего Солнца. Речь идёт о прорывном достижении в области управляемого термоядерного синтеза. Давайте разберёмся, что это за устройство и почему его называют "искусственным Солнцем".
Термоядерный реактор HL-2M Tokamak
В декабре 2020 года в исследовательской лаборатории в Чэнду (провинция Сычуань) был успешно запущен новейший термоядерный реактор HL-2M Tokamak. Этот запуск стал важной вехой в мировой науке. Установка представляет собой усовершенствованную версию предыдущей модели HL-2A и обладает значительно большими возможностями. Главное её преимущество — способность удерживать и нагревать плазму до рекордных 150 миллионов градусов Цельсия. Эта температура в три раза выше, чем мог достичь старый реактор, и, что поразительно, примерно в десять раз превышает температуру в центре нашего Солнца (около 15 миллионов градусов).
Обратите внимание: Искусственное солнце уже создано?.
Принцип работы термоядерного реактора
В основе работы реактора лежит процесс термоядерного синтеза — тот же, что питает энергией звёзды, включая наше Солнце. Суть процесса в слиянии лёгких атомных ядер (например, изотопов водорода — дейтерия и трития) в более тяжёлые ядра. При этом выделяется колоссальное количество энергии. Главная техническая сложность заключается в том, что для слияния ядрам нужно преодолеть силу электростатического отталкивания (оба ядра имеют положительный заряд). Для этого их необходимо разогнать до чудовищных скоростей, что и достигается за счёт нагрева плазмы до сверхвысоких температур. В таких условиях частицы сталкиваются с огромной энергией, что позволяет им сблизиться на расстояние, где в дело вступают мощные ядерные силы, и происходит синтез.
Таким образом, токамак (тороидальная камера с магнитными катушками) — это устройство, которое с помощью мощнейшего магнитного поля удерживает раскалённую плазму в вакуумной камере, не позволяя ей касаться стенок. Создание управляемой термоядерной реакции — путь к практически неиссякаемому, безопасному и экологически чистому источнику энергии, который может кардинально изменить мировую энергетику.
Перспективы и сложности термоядерной энергетики
Несмотря на впечатляющий успех китайских учёных, путь к коммерческому использованию термоядерной энергии ещё долог. Управляемый синтез остаётся одной из самых сложных и дорогостоящих научно-технических задач человечества. Например, общая стоимость международного проекта ИТЭР (ITER), в котором участвует и Китай, оценивается в десятки миллиардов долларов. Основные трудности связаны с поддержанием стабильной реакции в течение длительного времени, удержанием плазмы и созданием материалов, способных выдерживать экстремальные нагрузки. Однако потенциал этого направления невероятно велик: практически неограниченное топливо (изотопы водорода можно извлекать из воды), отсутствие долгоживущих радиоактивных отходов и высочайшая энергоэффективность. Работа над такими проектами, как HL-2M Tokamak, приближает человечество к этой светлой цели.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: В Китае зажглось искусственное Солнце!.