Достижение на китайском термоядерном реакторе EAST знаменует собой поворотный момент в мировых исследованиях в области чистой энергии.
Полностью сверхпроводящая установка токамак (EAST).
Китайская академия наук
Ученые, тестирующие китайское «искусственное солнце» стоимостью триллион долларов, подчеркнули его потенциал для развития ядерного синтеза, отметив, что оно может значительно улучшить работу токамака в стационарном режиме, с длинными импульсами и высокой производительностью.
Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST), также известный как «искусственное солнце Китая» или HT-7U (Hefei Tokamak 7 Upgrade), представляет собой экспериментальный сверхпроводящий токамак-магнитный термоядерный реактор, который начал свою работу в 2006 году.
Проект EAST, реализуемый Институтом физики плазмы (IPP) Китайской академии наук, является важнейшим проектом в области магнитного удержания термоядерного синтеза и достиг значительных научных успехов.
Ранее в этом году в Национальном комплексном научном центре Хэфэй проект EAST установил новый мировой рекорд и проложил путь к достижению безграничной, чистой энергии термоядерного синтеза.
Ему удалось успешно достичь устойчивого состояния работы плазмы в длинноимпульсном водородном режиме при температуре свыше 100 миллионов градусов по Цельсию (180 миллионов градусов по Фаренгейту) в течение 1066 секунд.
Теперь, в рамках нового исследования, команда EAST продемонстрировала, что первый в мире полностью сверхпроводящий некруглый токамак значительно улучшает стационарный режим, работу с длинными импульсами и высокопроизводительную работу.
Они утверждают, что полученные результаты открывают путь к устойчивой термоядерной энергетике и предоставляют решающее доказательство того, что современные конструкции токамаков могут приблизить эту технологию к практическому использованию.
Рекордный плазменный запуск
Исследовательская группа под руководством доктора философии Цзяньвэня Я из Института энергетики при Национальном комплексном научном центре Хэфэй отметила, что традиционные источники сталкиваются как с растущими проблемами в области защиты окружающей среды, так и со стабильностью ресурсов.
Между тем, управляемый ядерный синтез как потенциальное решение для удовлетворения долгосрочных энергетических потребностей привлек широкое внимание международного научного сообщества.
Группа ученых подчеркнула, что, учитывая растущий мировой спрос на чистую энергию, токамаки играют жизненно важную роль в термоядерном синтезе, однако поддержание устойчивого режима работы с высокими параметрами и длинными импульсами в полностью сверхпроводящих конструкциях остается серьезной проблемой.
Чтобы решить эти проблемы, Институт энергетики провел исследование характеристик устойчивого режима работы китайского термоядерного реактора «искусственное солнце» стоимостью один триллион долларов США.
В ходе исследований институт сотрудничал с Хэфэйским институтом физических наук, Институтом физики плазмы Китайской академии наук, а также с несколькими университетами, научно-исследовательскими институтами и предприятиями.
Группа экспертов совместно изучила структурную конструкцию, технические проблемы и характеристики работы реактора EAST в стационарном режиме. Эксперимент позволил получить важные экспериментальные данные и техническую поддержку благодаря долгосрочным эксплуатационным испытаниям и физическим исследованиям.
Прорыв в области искусственного солнца
Токамаки — это устройства в форме пончика, которые используют мощные магнитные поля для удержания плазмы — перегретого состояния вещества, в котором может происходить термоядерный синтез. Достижение и поддержание условий термоядерного синтеза требует преодоления инженерных ограничений, особенно при температурах, более чем в шесть раз превышающих температуру ядра Солнца.
Результаты показали, что EAST, первый в мире полностью сверхпроводящий некруглый токамак, значительно улучшает работу в стационарном режиме с длинными импульсами и высокими параметрами. Они подтвердили, что такие условия не только возможны, но и всё более достижимы при контролируемых условиях.
Кредит: Цзяньвэнь ЯН и др.
Группе удалось достичь стационарной плазмы в водородном состоянии при температуре, превышающей 100 миллионов градусов Цельсия (180 миллионов градусов Фаренгейта), что является режимом высокой степени удержания, необходимым для практического использования энергии. Они поддерживали эту плазму в течение 17 минут и 46 секунд, установив новый мировой рекорд в январе 2025 года.
«Это достижение не только подтверждает возможность стационарной работы термоядерных реакторов, но и знаменует собой важный поворотный момент в исследованиях термоядерного синтеза от фундаментальных научных изысканий к инженерной практике, что имеет важное научное значение и прикладную инженерную ценность для содействия развитию глобальной ядерной термоядерной энергетики», — заявили исследователи в пресс-релизе.
Исследование опубликовано в журнале Frontiers of Engineering Management.
Sourse: interestingengineering.com
