Европейские ученые добились крупного успеха на крупнейшей в мире термоядерной установке JET
Европейские учёные смогли добиться крупного успеха на пути производства энергии с помощью термоядерной плазмы. Недавно они смогли создать стабильную плазму с выходной энергией 59 мегаджоулей на крупнейший в мире термоядерной установки JET в Калхэме (Великобритания), которая расположена неподалеку от Оксфорда. В команду также вошли специалисты из Института физики плазмы им. Макса Планка (IPP). Подобные эксперименты проводились впервые за последние 20 лет.
На термоядерных электростанциях учёные стремятся синтезировать изотопы водорода, дейтерий и тритий, чтобы высвободить при этом большое количество энергии. JET (Joint European Torus) в Калхэме пока является единственный в мире термоядерная установкой, которая может работать на таком топливе. Но последние эксперименты такого плана здесь проводились в 1997 году. Тритий является очень редким ресурсом, который требует особых условий при обращении. Поэтому учёные обычно используют водород или дейтерий для экспериментов с плазмой. Планируется, что в будущих термоядерных электростанциях тритий будет образовываться из лития при производстве энергии.
Эксперименты со смесями дейтерия и трития при подготовке к ITER
Доктор Афина Каппату из IPP, которая совместно со своими коллегами Филипом Шнайдером и докторами Йоргом Хобирком, руководила значительной частью совместных экспериментов на JET, сказала, что у них есть возможность хорошо исследовать физику термоядерной плазмы при работе с водородом или дейтерием. Но, по её мнению, для перехода к международному крупномасштабному термоядерному исследованию (ITER) требуется более тщательная подготовка. ITER настоящее время строится в Кадараше (Франция). Специалисты ожидают, что этот объект сможет выделять в 10 раз больше энергии, чем подаётся в плазму в виде тепловой энергии с использованием дейтериево-тритиевое топлива.
Для максимального приближения эксперимента на JET к будущим условиям ITER углеродную облицовку плазменного корпуса заменили смесью бериллия и вольфрама. Именно такую собираются сделать на ITER. Металлические вольфрам является более устойчивым, чем углерод. К тому же, последний хранит в себе слишком много водорода. При этом облицовка из металлического вольфрама предъявляет особые требования к контролю качества плазмы. Проведённые эксперименты показали успех исследовательской группы. Они смогли достигнуть рекордных уровней генерируемой термоядерной энергии при температурах в 10 раз превышающих температуру в центре солнца.
Исследователям удалось установить мировой рекорд
Ещё в 1997 году на JET смогли установить мировой энергетический рекорд с помощью полученной плазмы, производившей 22 мегаджоуля энергии. Этот рекорд актуален до сих пор. Доктор Каппату говорит, что в последних экспериментах они хотели доказать, что можно создавать значительно больше энергии в условиях, приближенных к ITER. За годы подготовки к экспериментам к ним было привлечено несколько сотен ученых и специалистов. Они использовали теоретические методы для расчета параметров, которые требуются для получения плазмы и достижения поставленных целей. Проведённые эксперименты подтвердили прогнозы и расчёты. Исследовательской группе удалось установить новый мировой рекорд. Термоядерный объект JET произвел стабильную плазму с дейтериево-тритиевым топливом, высвободив 59 мегаджоулей энергии.
Использованная экспериментальная установка слишком мала для высвобождения большего количества энергии. Ограничением здесь являются используемые системы обогрева. Преодолеть это ограничение должен помочь крупномасштабный проект ITER на юге Франции. Профессор Сибилла Гюнтер Института физики плазмы им. Макса Планка говорит, что они узнали много полезной информации за последние месяцы, что облегчит им планирование экспериментов с термоядерной плазмой, генерирующей гораздо больше энергии, чем требуется для её нагрева.
В результате проведённой реакции синтеза в JET было высвобождено 59 мегаджоулей энергии в виде нейтронов во время пятисекундной фазы плазменного разряда. В результате термоядерная электростанция достигла выходной мощности чуть более 11 мегаватт за пять секунд. Эксперимент, проведенный в 1997 году, позволил высвободить 22 мегаджоулей общей энергии (4,4 мегаватта за пять секунд). Более подробную информацию о проведённом исследовании учёные опубликовали здесь.
Объект JET был спроектирован и построен специалистами европейской термоядерной программы EUROfusion и эксплуатируется с 1983 года. Английский термоядерный центр «Culham Center for Fusion Energy» в Калхэме недалеко от Оксфорда отвечает за технические операции. Прикомандированные исследователи и технические специалисты из лабораторий EUROfusion работают на объекте в режиме кампании. От IPP сюда в командировку приезжало множество специалистов. Эта организация является важным участником программы JET.
Исследование, которое было проведено, состоялось при участии специалистов Института физики плазмы им. Макса Планка (IPP). Он находится в Гархинге (Германия). Сотрудники этого института постоянно занимаются изучением физических основ термоядерной электростанции. Эта работа нацелена на получение энергии от синтеза атомных ядер. Исследования IPP являются частью европейской программы термоядерного синтеза. Штат IPP включает в себя 1100 сотрудников, благодаря чему институт является одним из крупнейших центров термоядерных исследований в Европе.
(голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
