Европейские ученые установили новый рекорд производства энергии благодаря реакции термоядерного синтеза.
Попытки обуздать энергию, благодаря которой светятся Солнце и другие звезды, ведутся уже не одно десятилетие. Теперь группе исследователей консорциума Eurofusion удалось получить 59 мегаджоулей в ходе самоподдерживающейся реакции, длившейся пять секунд, в расположенном в Оксфорде реакторе Joint European Torus (JET). Этой энергии достаточно, чтобы вскипятить около 60 чайников.
«Получив эти знаменательные результаты, мы сделали гигантский шаг к разрешению одной из самых значительных научных и инженерных задач из всех возможных», – заявил Иэн Чэпмен, генеральный директор Управления по атомной энергии Великобритании.
JET, где работают представители стран ЕС, Швейцарии, Великобритании и Украины, был основан в 1978 г.; это крупнейший в мире токамак (тороидальная камера с магнитными катушками – реактор для управляемого термоядерного синтеза) из ныне действующих. В реакторе, который был изобретен еще в 1950-е гг. советскими физиками, плазма из изотопов водорода – дейтерия и трития – удерживается с помощью специально создаваемого магнитного поля. Она нагревается до температуры выше, чем на Солнце, провоцируя синтез атомов и выделяя в результате энергию.
Однако токамак потребляет столько энергии, что до сих пор ученым не удалось произвести ее больше, чем используется. Успешное испытание в JET – большой шаг вперед, считает Артур Террелл, автор книги «Строители звезд» (The Star Builders), в которой рассказывается об истории термоядерного синтеза. На этот раз ученым удалось получить в два с лишним раза больше энергии, чем во время предыдущего рекорда JET, который был поставлен аж в 1997 г. и составил 22 мегаджоуля. «С точки зрения мощности это примерно эквивалентно четырем ветряным турбинам. Это уже близко к промышленным масштабам», – говорит Террелл.
Ожидается, что прогресс ученых JET может быть развит в ходе будущих экспериментов на токамаке ITER, который станет крупнейшим реактором термоядерного синтеза в мире. ITER уже много лет строится международными усилиями во Франции, расходы на него превысили $20 млрд.
«Научившись поддерживать синтез в течение пяти секунд, мы сможем делать это и пять минут, а затем – пять часов по мере масштабирования операций на будущих агрегатах», – говорит Тони Доннэ, директор консорциума Eurofusion, проводившего эксперимент в JET.
Поскольку перевести идею термоядерного синтеза в практическую плоскость не удается уже много десятилетий, у нее много скептиков. Однако интерес к технологии сильно вырос в последние годы благодаря борьбе с изменением климата, поскольку она не производит вредных выбросов, а запасы необходимых для нее химических элементов практически неиссякаемы.
JET и ITER – два из нескольких крупных государственных проектов, реализуемых в ряде стран. Но в секторе появляются и многочисленные частные стартапы, которые к концу 2021 г. привлекли более $4 млрд от инвесторов. Некоторые из них прогнозируют, что смогут поставлять электричество в сеть на коммерческой основе уже в 2030-е гг.
