Нескінченне джерело енергії: "штучне Сонце" в Китаї досягло того, що раніше вважалося нездійсненним.

Китайські вчені-фізики, використовуючи експериментальний термоядерний реактор EAST, змогли досягти рівня щільності плазми, який раніше вважався недосяжним. Це значуща подія на шляху до реалізації термоядерної енергії.

Сьогодні вважається, що термоядерний синтез має потенціал стати джерелом чистої і майже безмежної енергії. Щоб здійснити синтез водневих ізотопів дейтерію або тритію в термоядерному реакторі, потрібно досягти дуже високої температури і щільності плазми, а також забезпечити її стабільність протягом тривалого часу. Досі вважалося, що щільність плазми в термоядерних реакторах не може перевищувати межу Грінвальда, і досягти більш високих показників неможливо. Проте експеримент, проведений у китайському термоядерному реакторі EAST, продемонстрував інше. Китайським вченим вдалося значно підвищити щільність плазми, перевищивши межу Грінвальда, при цьому плазма залишалася стабільною. Свої результати дослідники опублікували в статті у журналі Science Advances, про що повідомляє Futurism.

Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших подій у царині науки!

Китайський експериментальний термоядерний реактор називають "штучним Сонцем", адже він може створювати енергію так само, як це робить Сонце. Це відбувається за допомогою термоядерного синтезу, тобто злиття, атомів водню або їхніх ізотопів, дейтерію та тритію, коли відбувається виділення величезної кількості енергії. У ядрі Сонця відбувається синтез атомів за допомогою найвищого тиску і великої температури. Але отримати такий тиск на Землі не можна, а тому фізики компенсують це, нагріваючи плазму до мільйонів градусів Цельсія.

Термоядерний синтез розглядається як потенційне джерело практично невичерпної та екологічно чистої енергії. Проте вчені стикаються з низкою викликів на шляху до здійснення безперервного виробництва такої енергії. Однією з основних проблем є те, що всі атомні ядра мають позитивний заряд, що призводить до їх природного відштовхування. Для того щоб надати ядрам достатньої кінетичної енергії для об’єднання під час процесу синтезу, фізики повинні розігріти паливо до надщільної плазми при температурі приблизно 15 мільйонів градусів Цельсія. Однак для досягнення стабільної термоядерної реакції ця плазма повинна залишатися гарячою, щільною і стабільною на протязі тривалого часу.

Протягом тривалого часу існувала думка, що підвищена щільність плазми неминуче викликатиме її нестабільність до моменту, коли термоядерний синтез стане можливим. Це означало, що подолати межу Грінвальда вважалося неможливим. Перевищення цієї межі, згідно з цією теорією, не лише порушить стабільність плазми, але й ускладнить її утримання за допомогою магнітних полів у реакторі.

Китайські фізики використовували новий метод, який полягає у створенні середовища з високим тиском газу в реакторі до утворення плазми, що дає змогу плазмі взаємодіяти зі стінкою реактора набагато менш руйнівно, ніж це було б в іншому разі. Фізики також вручну подають додаткову енергію в плазму в міру її нагрівання, що дає змогу рівномірно підвищувати її щільність. У підсумку фізики змогли підвищити щільність плазми на 65% вище існуючої межі. У результаті плазма залишалася стабільною навіть при підвищенні щільності.

Хоча до досягнення людством практичного виробництва термоядерної енергії за допомогою термоядерного синтезу ще належить зробити безліч проривів, подолання межі Грінвальда є важливим кроком вперед на шляху до цієї мети. Кінцева мета китайського "штучного Сонця" полягає у створенні термоядерного синтезу, схожого на той, що відбувається в ядрі Сонця, що дасть можливість отримати нескінченне чисте джерело енергії.

Як уже писав Фокус, минулого року китайські фізики на термоядерному реакторі EAST встановили рекорд часу утримання плазми.

Також Фокус писав про те, що астрономи виявили в ранньому Всесвіті галактики з незвичайними особливостями, які отримали прізвисько "качконіс". Як земна тварина, ці об'єкти поєднують у собі різні характеристики, а тому вони поки не піддаються класифікації.