Компактний термоядерний реактор, що утримує плазму

ПРИВІТ МИ З УКРАЇНИ!

Щоб запобігти екологічній катастрофі, пов’язаній з викидом в навколишнє середовище вуглецю при спалюванні викопного палива, вчені та дослідники намагаються знайти джерела енергії, здатні в майбутньому позбавити нашу планету від парникових газів. Серед перспективних напрямів у дослідженнях велика увага приділяється термоядерному синтезу, аналогу реакції, яка відбувається на Сонці.

Однак, незважаючи на значні об’єднані зусилля вченим поки що не вдалося утримати плазму під час термоядерної реакції. Далі за всіх просунулися американські інженери дослідники і остання інформація говорить про наступне.

У 2022 році американський стартап Zap Energy досяг важливого етапу на шляху до економічно вигідної реакції термоядерного синтезу – отримав та утримав плазму з електричним струмом 500 кА. І ось через два роки розробники повідомили про новий успіх — температуру плазми вдалося підняти до 3 кеВ, що приблизно еквівалентно 37 млн градусів Цельсія.

Найважливіший етап у процесі термоядерного синтезу — генерація плазми, четвертого стану речовини, при якому ядра та електрони перестають підтримувати свій атомний стан. Це дозволяє атомам зливатися, виділяючи величезну кількість енергії. Прикладом цієї реакції служить Сонце, у надрах якого водень перетворюється на гелій та ряд важких елементів. Однак оскільки термоядерна плазма складається з двох компонентів, ядер та електронів, які відрізняються за масою, вони нагріваються та остигають з різною швидкістю. Швидке охолодження електронів може перешкодити нагріву плазми.

Стартап Zap Energy був заснований для вирішення проблеми передчасного охолодження електронів. В основу свого підходу фізики поклали відомий Z-пінч (у дослідженнях термоядерної енергії Z-пінч є типом системи утримання плазми, яка використовує електричний струм у плазмі для генерації магнітного поля, яке стискає її. W), який замість складних і дорогих магнітних котушок використовує для фіксації плазми електромагнітне поле, що виникає всередині неї самої. Сильні струми, проходячи через джгути плазми, нагрівають та стискають її. Проблема полягає в тому, що таку плазму важко довго утримувати.

Читайте також: Найсильніші надпровідні магніти для термоядерного реактора

Проте фахівцям Zap Energy вдалося підібрати вирішення цієї проблеми нестабільності методом згладжування потоків плазми. Поступово вони збільшували силу струму та оптимізували співвідношення температури, щільності та тривалості Z-пінчу для отримання стабільної та продуктивної термоядерної плазми.

Вимірювання температури електронів у плазмі реактора FuZe показали, що вона знаходиться на тому ж високому рівні, що температура ядер, а плазма зберігає оптимальну теплову рівновагу.

Крім реактора FuZe стартап працює над досконалішою платформою FuZE-Q. У ній буде оновлений блок живлення і підвищена сила струму до рівня досягнення точки «енергетичної беззбитковості» — моменту, коли енергія, що виходить із Z-пінчу, буде більшою, ніж енергія, що витрачається на створення плазми та магнітного поля, що її утримує.

Джерело: ІЕ

Дякую, що залишаєтеся зі мною. Вам подобаються мої статті? Бажаєте бачити більше цікавих матеріалів?😌 Підтримайте мене, залишайте коментар або лайк і порекомендуйте знайомим.✍ Ви допоможите мені досягти  встановлену ціль — щоденне відвідування на сайті 1000 чоловік.