Економічно вигідний спосіб отримання енергії термоядерного синтезу в реакторах типу токамак став на крок ближчим завдяки новому методу, розробленому командою вчених з Китаю і США. Випробуваний ними робочий режим допоможе експериментальним реакторам по всьому світу підвищити щільність плазми достатньою мірою, щоб зробити рентабельними термоядерні електростанції.
Один зі способів досягнення термоядерного синтезу – з’єднання атомів з виділенням великої кількості енергії – нагрівання ізотопів водню, дейтерію і тритію, до надзвичайно високих температур. Плазму, що виникає в результаті цього процесу, необхідно утримувати від зіткнення зі стінками реактора. Наприклад, за допомогою тороїдальної установки, або токамака.
У токамаках плазма утримується магнітним полем. В експериментальних реакторах вчені різних країн досягають дедалі більших успіхів в управлінні плазмою всередині цих бубликів з магнітними котушками. Однак для рентабельності всього процесу необхідно, щоб середня густина плазми була вищою за так звану межу Грінвальда. При цьому при наближенні до цього значення виникає феномен зниження якості утримання і раптової повної втрати енергії плазми.
Під час експериментів з токамаком DIII-D у Сан-Дієго (США) вчені відкрили новий метод досягнення середньої густини плазми приблизно на 20% вище межі Грінвальда. Цей ефект вони спостерігали протягом 2,2 секунди.
Успіх став можливий завдяки створенню градієнта густини: у центрі бублика густина була вищою, ніж по краях. Це забезпечило потрібну стабільність плазмі.
Друга перешкода на шляху до рентабельності – необхідність більш ефективного утримання плазми, ніж стандартний “режим високого утримання”. Новий робочий режим, який раніше не застосовували інші команди дослідників, дає змогу поліпшити якість утримання енергії на 50%, повідомляє SCMP.
“Робочий режим, про який ми повідомляємо, підтримує певні критичні вимоги в конструкції багатьох термоядерних реакторів у всьому світі та відкриває потенційний шлях до робочої точки для виробництва економічно привабливої термоядерної енергії”, – ідеться в статті, опублікованій журналом Nature.