Энергия будущего: на что способны реакторы термоядерного синтеза и ждет ли нас эра чистой энергии



Еще один интересный пример подхода к ядерному синтезу с инерционным удержанием — это так называемый Z-пинч. Вместо того, чтобы использовать большие и сложные магнитные катушки для удержания потоков плазмы на месте, данный подход основан на электромагнитном поле, которое генерируется внутри самой плазмы. Z-пинч был назван «темной лошадкой» гонки ядерного синтеза, потому что с момента своего создания в 1950-х годах он обещал гораздо более простую конфигурацию, чем токамаки или стеллараторы. Но, как и эти устройства, он также был подвержен нестабильности в плазме, которая выходит за пределы силовых линий магнитного поля и создает проблемы.

В 2019 году команда Вашингтонского университета придумала способ сгладить эти выпуклости путем настройки гидродинамики плазмы. В колонне Z-пинча длиной 50 см команда смогла удерживать текущую плазму в 5000 раз дольше, чем статичную, и наблюдала энергичные нейтроны, которые ученые посчитали контрольными признаками ядерного синтеза. Будучи многообещающим, как и лазерный подход HB11, Z-pinch все же столкнется с серьезными проблемами, когда дело дойlет до обеспечения непрерывной мощности.

«Z-пинч также является импульсным по своей природе, в процессе испытания инженеры буквально взрывают набор проводов», — говорит Хоул. «Подобную систему трудно назвать устойчивой и долговременной».

Будущее, основанное на термоядерном синтезе?

Большинство современных проектов реактора ядерного синтеза основаны на конструкции по принципу токамака, хотя и другие подходы могут быть не менее интересны. Все внимание будет приковано к ITER, когда он впервые заработает, особенно когда начнутся эксперименты с использованием смеси дейтерия и трития в соотношении 50:50.

Итак, как мы видим, в то время как ИТЭР, тороидальное магнитное удержание и конструкция токамака, безусловно, являются наиболее продвинутыми и перспективными, исследователи ядерного синтеза используют ряд различных подходов, каждый со своими преимуществами и недостатками. К сожалению, независимо от подхода, установки ядерного синтеза на сегодняшний день требуют больше энергии, чем производят. Но решение этих инженерных и физических проблем для получения чистого прироста энергии, каким бы невероятно сложным оно ни было, станет одним из величайших достижений человечества.

Кстати, у нас есть канал в Telegram, где можно почитать о самых свежих и интересных новостях из мира науки и техники.

Подписаться



Источник

Поделиться

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *