Китай добился прорыва в исследованиях ядерного синтеза

Эта веха представляет собой значительное достижение в глобальном стремлении к чистой энергии, приближая человечество к воспроизведению производства энергии Солнца на Земле. Потенциальные последствия для производства энергии могут быть огромными, так как ядерный синтез обещает безграничное электричество, не содержащее углерода.

EAST, расположенный в Хэфэе, провинция Аньхой, представляет собой экспериментальный реактор, призванный имитировать процесс ядерного синтеза, происходящий на Солнце. В отличие от деления ядер, при котором энергия вырабатывается путем расщепления атомов, при термоядерном синтезе ядра водорода соединяются в условиях сильного нагрева и давления, что позволяет высвободить значительное количество энергии без выбросов углекислого газа и долгоживущих радиоактивных отходов. Китай уделяет особое внимание исследованиям в области ядерного синтеза в рамках более широкой инициативы по разработке устойчивых источников энергии в качестве альтернативы ископаемому топливу.

Значение достижения температуры в 100 миллионов градусов Цельсия невозможно преуменьшить. Чтобы произошел ядерный синтез, атомы водорода должны быть нагреты до этой экстремальной температуры, которая в несколько раз горячее, чем в ядре Солнца. При таких температурах образуется плазма - перегретая форма материи, позволяющая атомным ядрам сталкиваться и сливаться, что приводит к большому выделению энергии. Исторически сложилось так, что в ходе экспериментов удавалось достичь таких температур, но поддержание их в течение длительного времени оказывалось серьезной проблемой. Недавний успех Китая демонстрирует важный шаг на пути к достижению стабильности, которая имеет решающее значение для разработки функциональных термоядерных реакторов.

В конкурентной борьбе за термоядерные исследования китайский проект EAST занимает лидирующие позиции, но он не одинок. Среди других заметных проектов - ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор), глобальное партнерство, базирующееся во Франции, которое готово получить первую плазму в 2030-х годах. Объединенный европейский торус (JET) в Великобритании также играет важную роль в исследованиях термоядерного синтеза. Недавно он установил рекорд, выработав 59 мегаджоулей термоядерной энергии в течение длительного времени. Кроме того, SPARC, частная инициатива Массачусетского технологического института и компании Commonwealth Fusion Systems в США, направлена на разработку компактного термоядерного реактора с использованием современных сверхпроводящих магнитов.

Несмотря на прогресс, достигнутый компанией EAST, на пути к коммерческому ядерному синтезу остается множество проблем. Среди них - необходимость поддержания плазменных реакций в течение более длительного времени, достижение энергетической безубыточности и разработка материалов, способных выдерживать экстремальные условия внутри реактора.

Для дальнейшего развития потенциала ядерного синтеза Китай также разрабатывает Китайский испытательный термоядерный реактор (CFETR), который должен способствовать увеличению длительности плазмы и в конечном итоге привести к выработке электроэнергии.

Достижение китайской компании EAST усиливает глобальную гонку за реализацию коммерческого ядерного синтеза, особенно с учетом опасений по поводу изменения климата и растущего спроса на энергию. Технология термоядерного синтеза представляет собой потенциал для создания безопасного, безграничного и не содержащего выбросов источника энергии. Успех любой страны в обеспечении коммерческой жизнеспособности термоядерного синтеза может вызвать революционный сдвиг в производстве энергии, повлиять не только на то, как питаются дома и промышленность, но и на применение в освоении космоса.