Хабрахабр

Стелларатор Wendelstein 7-X показал свою эффективность

Иногда разговор шел о вполне конкретном стеллараторе — Wendelstein 7-X. О термоядерном реакторе типа «стелларатор» на Geektimes писали несколько раз. По их завершению оказалось, что реактор требует небольшой доработки, так что его пришлось вывести из эксплуатации и начать улучшения. На данный момент это крупнейшая система такого типа, которая лишь недавно прошла целый ряд тестов.

Ученые, причастные к созданию стелларатора, считают, что праздновать рано, но уверенности в своих силах у них заметно прибавилось.
Сам стелларатор построен в Институте Макса Планка по физике плазмы в Грайсвальде. Процесс еще не завершен, но некоторые ранние тесты показали, что эффективность Wendelstein 7-X на высоте. И действительно, ведь всего лишь 1 грамм дейтерия и трития способны произвести 90 000 кВт⋅ ч энергии, что эквивалентно сжиганию 11 тонн угля. За проектом стоят ученые, которые уверены, что без разработки технологии получения энергии термоядерного синтеза человечество обречено.

Как оказалось, ученые смогли снизить величину тока в плазменном шнуре (в стеллараторах этот ток вреден, в отличие от токамаков) в четыре раза по сравнению с токамаками. На днях была опубликована научная работа с описанием результатов тестов стелларатора за предыдущие два года. На данный момент это лучший результат среди стеллараторов. В целом, ученым удалось довести время удержания плазмы до 160 миллисекунд.

Специалисты считают, что следующее поколение стеллараторов может достигнуть времени удержания около 30 минут. После доводки системы специалисты надеются удерживать плазму гораздо дольше, чем в стеллараторах или токамаках до настоящего момента. Это в том случае, если дивертор охлаждения будет работать так, как ожидают ученые.

Сейчас дорабатывается система охлаждения. В целом в экспериментах плазма показывала необходимую ученым равномерную плотность, что позволяет стабилизировать процесс термоядерной реакции и увеличить время ее проведения. Как только все будет готовы — ученые снова «заведут» стелларатор и продолжат его испытания.

В синтезе все наоборот. Как известно, термоядерный синтез (управляемый) отличается от способа получения энергии в традиционной ядерной энергии прежде всего тем, что в последнем случае ядра тяжелых элементов разбивают, получая более легкие. Все, что есть — это водородные бомбы, которые гораздо мощнее обычных атомных и токамаки со стеллараторами, экспериментальные реакторы, которые, как надеются ученые, рано или поздно дадут огромное количество энергии. Сейчас, к сожалению, человечество неспособно получать энергию из реакции термоядерного синтеза.

Ученые ставят цель доказать, что управляемый термоядерный синтез способен давать энергию. Wendelstein 7-X — сложнейшая экспериментальная система. Пока что некоторые ученые ставят это под сомнение.


Схематическое изображение стелларатора

Первый образец такого реактора появился в 1959 году в США. Стелларатор создан американским астрофизиком Лайманом Спитцером в 1958 году. Основа конструкции токамаков — тороидальные камеры с магнитными катушками. Его конструкция сильно отличается от конструкции токамаков, за которые активно ратовали ученые из СССР. Для того, чтобы термоядерный реактор такой конструкции работал, ток в нем должен постоянно поддерживаться. Шнур из плазмы удерживается благодаря тороидального поля внешних магнитных катушек, а также полодиального поля, которое создается протекающим по плазме током. Это возможно, хотя и очень сложно сделать.

Общий вес — 425 тонн. Wendelstein 7-X состоит из 50 сверхпроводящих катушек высотой около 3,5 метров. Катушки создают магнитное поле с индукцией в три тесла, что обеспечивает возможность удерживать плазму с температурой более 60 млн градусов.

1038/s41567-018-0141-9 DOI: 10.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть