
В Германии успешно запущен термоядерный реактор Wendelstein 7-X (W7-X). Ученые Института физики плазмы имени Макса Планка в городе Грайфсвальд получили гелиевую плазму и удержали ее в течение одной десятой секунды. Wendelstein 7-X – крупнейший в мире термоядерный реактор типа стелларатор, и получение тестовой плазмы подтверждает возможность использования стеллараторов в качестве промышленных термоядерных реакторов.
При помощи микроволнового импульса мощностью 1,8 киловатт физики нагрели один миллиграмм газообразного гелия до температуры приблизительно один миллион градусов Цельсия – после чего удержали полученную плазму в равновесии в течение 0,1 секунды.
Конфигурация бублика стелларатора
Для управляемого синтеза гелия из водорода необходимо удерживать очень горячую плазму в магнитных полях. Тут существует два главных подхода: учёные создают ловушки — токамаки и стеллараторы.
Первые обладают камерой в виде тора с простым овальным сечением и ровной круглой формой в плане. Токамаки оснащаются сравнительно простыми (по форме) плоскими магнитами и отличаются более-менее низкой потерей энергии плазменного жгута, что, потенциально, предопределяет и низкий расход энергии на поддержание плазмы.
Стеллараторы, в первом приближении, это тоже «бублики». Но форма их очень сложна: и сечение их имеет непростую форму, и сам «бублик» несколько раз перекручен и изогнут. Магниты, создающие удерживающее поле, здесь весьма сложны по геометрии.
У токамаков есть проблема со стабильностью плазмы, которая прилипает к стенкам камеры. У стеллараторов проблем с этим нет.
У стеллаторов другой недостаток — велики потери энергии плазмы. Из-за этого им трудно достичь необходимых температур и времени удержания, достаточных для запуска термоядерного синтеза.
Справка:
Стелларатор — замкнутая магнитная ловушка для удержания высокотемпературной плазмы. Принципиальное отличие стелларатора от токамака заключается в том, что магнитное поле для изоляции плазмы от внутренних стенок тороидальной камеры полностью создаётся внешними катушками, что, помимо прочего, позволяет использовать его в непрерывном режиме. Его силовые линии подвергаются т. н. вращательному преобразованию, в результате которого эти линии многократно обходят вдоль тора и образуют систему замкнутых вложенных друг в друга тороидальных магнитных поверхностей.
Пробкотрон Локхид
Для сравнения – в 1968 году советские ученые разогрели на токамаке плазму до температуры в 10 миллионов градусов и удерживали ее в течение 10 миллисекунд. Причем на западе время удержания было на порядок меньше. То есть можно уверенно констатировать существенный прогресс, который по экспертным оценкам может лет через 50 позволить создать промышленный термоядерный реактор.
Во всех стеллараторах, построенных в XX веке, конфигурации вращательного преобразования были аналогичны друг другу, одна из таких конфигураций была запатентована в СССР под названием Торсатрон. Конфигурация типа «торсатрон» была не слишком совершенна и имела множество недостатков, значительно сокращавших теоретическое время удержания плазмы. Поэтому долгое время удержание плазмы в токамаках имело существенно лучшие показатели, чем в стеллараторах. Однако изучение поведения плазмы в стеллараторах-торсатронах позволило создать в дальнейшем стеллараторы принципиально нового типа. Именно такой стелларатор используют в Институте имени Макса Планка.
Существенный прогресс в развитии стеллараторов был достигнут в начале XXI века в связи с мощным развитием компьютерных технологий и, в частности, компьютерных графических программ. С их помощью была оптимизирована магнитная система стелларатора. В результате появилась совершенно новая конфигурация вращательного преобразования — если в конфигурации «торсатрон» нужное магнитное поле создавалось двумя обмотками, то в новой конфигурации магнитное поле создавалось исключительно одной обмоткой, состоящей из модульных трехмерных тороидальных катушек, сложно искривленная форма которых была рассчитана с помощью компьютерных графических программ.
Так выглядит реальный стелларатор
Следует отметить, что в настоящее время реально идет гонка по исследованию термоядерного синтеза. Недавно американская корпорация Локхид-Мартин объявила, что ей удалось достичь прорыва на направлении, которое долгое время считалось неперспективным. Сотрудники лаборатории Skunk Works, принадлежащей Lockheed Matrin, на установке под названием «пробкотрон» (линейная плазменная ловушка с магнитными зеркалами) получили высокотемпературную плазму и намерены приступить к созданию промышленного реактора мощностью в 100 мегаватт размером два на три метра. Тот есть десяток таких реакторов, которые можно разместить в прицепе одного трейлера, могут полностью обеспечить электроэнергией Крым.
Впрочем, токамаки без боя не сдадутся. Не так давно в Китае на токамаке удалось получить превышение полученной энергии над ее затратами. Китайские физики смогли также поддерживать режим удержания плазмы в экспериментальной термоядерной установке — токамаке — EAST в течение рекордных 30 секунд, пишет журнал Nature Physics.
Россия утратила былые лидирующие позиции и в настоящее время участвует в проекте ИТЭР ( международный термоядерный экспериментальный реактор), где на реакторе типа токамак предполагается получить промышленные результаты к 2050 году.
Автор: Владимир Прохватилов, Президент Фонда реальной политики (Realpolitik), эксперт Академии военных наук
Больше новостей и ближе к сути? Заходите на ленту в Телеграм!
Добавляйте CСб в свои источники ЯНДЕКС.НОВОСТИ.
//Партнер Гнездо.ру
Картина дня

Главное из заявлений Владимира Путина на "Валдае"
Минфин предложил ввести НДС для зарубежных товаров с маркетплейсов

Минпромторг решил включить Haval и Tenet в список машин для такси

В Москве задержали миллиардера Ибрагима Сулейманова по подозрению в убийстве

Задержанный во Франции танкер отпущен

Эдуард Бояков стал худруком Театра на Малой Ордынке

Рита Дакота ответила на слова новой жены Соколовского об их браке

Наши публикации

Нетаньяху принял план Трампа по завершению конфликта в Газе: оккупации или аннексии сектора не будет
Силуанов объяснил повышение НДС и снижение порога доходов для упрощенки интересами госбюджета

Келлог: Трамп разрешил Украине наносить удары вглубь России

Путин: Россия готова придерживаться ДСНВ еще в течение года после истечения его срока

РКН хочет блокировать звонки с российских сим-карт в роуминге, делая исключение для туристов и командировочных

Трамп заявил, что "Путин его подвел", но что его подвело на самом деле?

Спрос на автомобили из-за рубежа вырос в три раза за неделю в преддверии резкого повышения утильсбора

Слухи, скандалы, сплетни
У фигуристов Алены Костороной и Георгия Куницы родился первенец

Рита Дакота ответила на слова новой жены Соколовского об их браке

Екатерина Гордон больше не представляет Елену Товстик: "У нас разные взгляды на перспективы"

Камила Валиева решила возобновить карьеру у Навки, а не у Тутберидзе

Шоубиз
Ксения Бородина вышла замуж за Николая Сердюкова

Виктория Боня о своем восхождении на Эверест: "Удивило молчание коллег по шоу-бизнесу"

Наука
SpaceX успешно запустила Starship после нескольких неудачных пусков

Роскосмос сообщил об устранении утечки воздуха на модуле "Звезда" МКС, о которой известно с 2019 года

«Яндекс» планирует заняться созданием человекоподобных роботов

Корабль Blue Origin с Кэтти Перри и невестой Безоса совершил полет в космос

Хайтек
В сеть утекли 16 млрд паролей от аккаунтов Apple, Google и других сервисов

Разработчики ПО для российской ОС «Аврора» подали заявление о банкротстве

В ФСБ рекомендовали откаться от использования российского браузера "Спутник"

Ъ: В российских кнопочных телефонах обнаружили уязвимость, которая позволяет управлять телефоном посторонним

Туризм
АТОР опровергла информацию об «урезании» Италией шенгенских виз для россиян

В Европе готовятся запустить новую систему пограничного контроля - контроль за пребыванием ужесточится

Песков: В Кремле не видят новизны в заявлениях Трампа

За поездки за рубеж предложили ввести сбор

Спорт
Станислав Черчесов стал главным тренером грозненского «Ахмата»

Дегтяреву неловко называться президентом и он просит себя переименовать

Двукратная олимпийская чемпионка по биатлону Лаура Дальмайер погибла в горах Пакистана

«Оренбург» сыграет вместо исключенного «Торпедо» в новом сезоне РПЛ

МВД назвало размер взятки арбитру за помощь «Торпедо» в решающем матче

«Торпедо» исключили из числа участников РПЛ, но клуб «будет жить»

Вкусный раздел
Юлия Дианова: Не просто завтрак

Дарья Близнюк: «Заготовки от Даши. Вкусно, как ни «крути»!

Анна Аксёнова: Муссовые торты. Легче легкого!

Софи Дюпюи-Голье: Мир хлеба. 100 лучших рецептов домашнего хлеба со всего мира
