Ученые ФРГ подготовили реактор Wendelstein 7-X для экспериментов с плазмой
После переоборудования исследовательский реактор Wendelstein 7-X в Грайфсвальде готов к новым экспериментам с плазмой, 23 ноября пишет научный онлайн-журнал Golem.de
В университетском городе Грайфсвальд, в земле Мекленбург-Передняя Померания, в 2018 году на исследовательском реакторе Wendelstein 7-X удалось сгенерировать плазму в течение 100 секунд. В настоящее время реактор подготовлен для новых экспериментов, ученые планируют в будущем поддерживать плазму, пригодную для термоядерного синтеза, в течение получаса.
Ядерный синтез считается источником энергии будущего. Как сообщил глава компании Wendelstein 7-X Томас Клингер, между плазмой, которая генерируется в течение нескольких секунд, и плазмой, которая генерируется в течение получаса, — разные миры, как технически, так и физически.
Затем планируется переход от получасовой к непрерывной работе, что, по словам Клингера, будет в первую очередь экономическим вопросом. Для того чтобы иметь возможность продемонстрировать непрерывную работу, исследовательский реактор Wendelstein 7-X был модифицирован, работы велись с 2019 года. Помимо прочего, на заводе было установлено 600 контуров водяного охлаждения. В настоящее время, работа в основном завершена.
Ядерный синтез является источником энергии звезд: два ядра водорода сливаются с образованием ядра гелия, при этом выделяется большое количество энергии. Самая большая проблема здесь заключается в том, что два положительно заряженных атомных ядра отталкиваются друг от друга. Они сплавляются только в экстремальных условиях: при давлении 200 миллиардов бар и температуре 15 миллионов градусов Цельсия.
Такие условия существуют только внутри звезды, такой как Солнце. Поскольку такое давление невозможно создать на Земле, температура воспламенения должна быть тем более высокой: она составляет 100 миллионов градусов или более. При таких температурах материя переходит в плазменное состояние.
При этом электроны отделяются от атомной оболочки, результате чего образуется электропроводящая смесь электронов и несвязанных атомных ядер — ионов. Если ионы затем сталкиваются, они не отталкиваются друг от друга, а сливаются. При этом высвобождается много энергии. Слияние одного грамма топлива может произвести около 90 000 киловатт-часов электроэнергии — примерно столько же, сколько сжигание одиннадцати тонн угля.
Отмечается, что реактор Wendelstein 7-X является исключительно исследовательским реактором, чтобы проверить, является ли такой тип реактора подходящим для термоядерной электростанции. Первая плазма была зажжена на нем в декабре 2015 года. Более поздние эксперименты позволили получить плазму с температурой 20 миллионов градусов Цельсия. Следующая плазма будет создана в Грайфсвальде в сентябре следующего года.
Предполагается, что ядерный синтез обеспечит в будущем чистую энергию. Критики, однако, возражают, что это требует больших усилий и очень дорого. Более того, еще предстоит решить множество проблем, прежде чем технология будет готова к практическому использованию. Вероятнее всего, в ближайшей перспективе ядерный синтез не станет источником энергии и не поможет достижению запланированной в Европейском Союзе к 2050 году климатической нейтральности.
