Европейски учени с голям пробив в термоядрения синтез (ВИДЕО)

Наука 10.02.2022 10:31 Снимка: ДНЕС+

Европейски учени с голям пробив в термоядрения синтез (ВИДЕО)

Европейски учени казват, че са направили голям пробив в стремежа си да развият практически термоядрен синтез - енергийният процес, който захранва звездите, пише БиБиСи.

Базираната в Обединеното кралство лаборатория JET разби собствения си световен рекорд за количеството енергия, което може да извлече чрез притискане на две форми на водород.

Ако ядреният синтез може да бъде успешно пресъздаден на Земята, той притежава потенциала на практически неограничени доставки на нисковъглеродна енергия с ниска радиация.

Експериментите произвеждат 59 мегаджаула енергия за пет секунди (11 мегавата мощност). Това е повече от двойно повече от постигнатото при подобни тестове през 1997 г.

Това не е огромна мощност - достатъчно, за да заври вода за 60 чайника - но значението е, че потвърждава решенията за дизайн, които са направени за още по-голям термоядрен реактор, който сега се изгражда във Франция.

"Експериментите на JET ни поставят една крачка по-близо до синтеза", каза д-р Джо Милнс, ръководител на операциите в реакторната лаборатория. "Ние демонстрирахме, че можем да създадем мини звезда вътре в нашата машина и да я задържим там за пет секунди и да постигнем висока производителност."

Съоръжението ITER в Южна Франция се поддържа от консорциум от световни правителства, включително от държави-членки на ЕС, САЩ, Китай и Русия. Очаква се това да бъде последната стъпка в доказването, че термоядреният синтез може да стане надежден доставчик на енергия през втората половина на този век.

Експлоатацията на електроцентралите на бъдещето, базирани на термоядрен синтез, няма да произвежда парникови газове и само много малки количества краткотрайни радиоактивни отпадъци.

"Тези експерименти, които току-що завършихме, трябваше да проработят", каза изпълнителният директор на JET проф. Иън Чапман. "Ако не бяха, тогава щяхме да имаме истински опасения дали ITER може да постигне целите си. Това беше висок залог и фактът, че постигнахме това, което направихме, се дължи на брилянтността на хората и тяхното доверие в научните усилия".

Синтезът работи на принципа, че енергията може да бъде освободена чрез притискане на атомни ядра, а не чрез разделянето им, както в случая на реакциите на делене, които задвижват съществуващите ядрени електроцентрали.

В ядрото на Слънцето огромните гравитационни налягания позволяват това да се случи при температури от около 10 милиона градуса по Целзий. При много по-ниските налягания, които са възможни на Земята, температурите за производство на синтез трябва да бъдат много по-високи - над 100 милиона градуса по Целзий.

Не съществуват материали, които да издържат на директен контакт с такава топлина. И така, за да постигнат синтез в лаборатория, учените са разработили решение, при което свръхнагрят газ или плазма се държи в магнитно поле с форма на поничка.

Съвместният европейски торус (JET), разположен в Кълъм в Оксфордшир, е пионер в този подход на синтез от близо 40 години. И през последните 10 години той бе конфигуриран да възпроизведе очакваната настройка на ITER.

Предпочитаното "гориво" на френската лаборатория за плазмата ще бъде смес от две форми или изотопи на водород, наречен деутерий и тритий.

JET беше помолен да демонстрира облицовка за 80-кубичния тороидален съд, обхващаща магнитното поле, което би работило ефективно с тези изотопи.

За своите рекордни експерименти през 1997 г. JET използва въглерод, но въглеродът абсорбира тритий, който е радиоактивен. Така за последните тестове бяха изградени нови стени за съда от металите берилий и волфрам. Те са 10 пъти по-малко абсорбиращи.

След това научният екип на JET трябваше да настрои своята плазма, за да работи ефективно в тази нова среда.

"Това е зашеметяващ резултат, защото те успяха да демонстрират най-голямото количество енергия, произведена от синтез от което и да е устройство в историята", коментира д-р Артър Търъл, автор на "Строителите на звезди: Ядреният синтез и надпреварата за захранване на планетата".

"Това е забележително, защото те демонстрираха стабилност на плазмата в продължение на пет секунди. Това не звучи много дълго, но в ядрен мащаб, това е много, много дълго време. И тогава е много лесно да преминете от пет секунди на пет минути, пет часа или дори повече."

JET всъщност не може да работи повече, защото медните му електромагнити стават твърде горещи. За ITER ще се използват свръхпроводящи магнити с вътрешно охлаждане.

Обемът на тороидалния съд на ITER ще бъде 10 пъти по-голям от този на JET. Надяваме се, че френската лаборатория ще стигне до рентабилност. Търговските електроцентрали, които ще се появят след това, трябва да покажат нетна печалба, която може да бъде подадена в електрическите мрежи.

Остават много технически предизвикателства. В Европа по тези предизвикателства се работи от консорциума Eurofusion, който включва около 5000 научни и инженерни експерти от целия ЕС, Швейцария и Украйна.

Съобщението за синтеза е страхотна новина, но за съжаление няма да помогне в нашата битка за намаляване на ефектите от изменението на климата, пише анализатор в БиБиСи.

Има огромна несигурност кога термоядрената енергия ще бъде готова за комерсиализация. Една оценка предполага може би 20 години. Тогава синтезът ще трябва да се увеличи, което би означавало забавяне с може би още няколко десетилетия.

И тук е проблемът: необходимостта от безвъглеродна енергия е спешна - и правителството обеща, че цялото електричество в Обединеното кралство трябва да бъде с нулеви емисии до 2035 г. Това означава ядрена енергия, възобновяеми източници и съхранение на енергия.

По думите на Джон Амос: "Синтезът не е решението до 2050 г. за нетна нула. Това е решение за енергия за обществото през втората половина на този век."/news.bg

CHF CHF 1 2.01778
GBP GBP 1 2.26558
RON RON 10 3.93084
TRY TRY 100 5.65362
USD USD 1 1.83957