Німецький термоядерний стелларатор отримав першу плазму
Перша плазма в Wendelstein 7-X
У Німеччині успішно запустили термоядерний реактор Wendelstein 7-X (W7-X) - в перший день запуску вчені Інституту фізики плазми імені Макса Планка в місті Грайфсвальд отримали гелієву плазму. Wendelstein 7-X - найбільший в світі термоядерний реактор типу стелларатор, і отримання тестової плазми має підтвердити можливість використання стелараторів в якості промислових термоядерних реакторів.
На думку Ганса-Стефана Боша (Hans-Stephan Bosch), вченого, чий підрозділ відповідально за запуск стелараторі, випробування пройшли відповідно до плану. За допомогою мікрохвильового імпульсу потужністю 1,8 кіловат фізики нагріли один міліграм газоподібного гелію до температури приблизно один мільйон градусів Цельсія - після чого утримали отриману плазму в рівновазі протягом 0,1 секунди.
Реактор, що знаходиться в німецькому місті Грайфсвальд, складається з 50 надпровідних ніобій-титанових котушок близько 3,5 метрів у висоту і загальною вагою близько 425 тонн. Котушки здатні створювати магнітне поле індукцією три тесла, утримує плазму з температурою 60-130 мільйонів градусів Цельсія (що в кілька разів вище, ніж температура в центрі сонячного ядра). Обсяг плазми може досягати 30 кубічних метрів. Вся конструкція оточена криостате (міцної теплоізолюючих оболонкою) діаметром 16 метрів. Будівництво W7-X обійшлося в суму близько мільярда євро і в цілому зажадало 1,1 мільйона робочих годин.
Wendelstein 7-X - експериментальний термоядерний реактор типу стелларатор. На відміну від звичайних ядерних реакторів, де енергія виділяється в результаті розпаду важких ядер на більш легкі, в термоядерних реакторах використовується реакція синтезу, в ході якої важчі атомні ядра з більш легких збираються. В даний час існують дві принципові схеми керованого термоядерного синтезу: квазістаціонарних системи, в яких нагрів і утримання плазми здійснюється магнітним полем, і імпульсні системи, в яких керований термоядерний синтез відбувається шляхом нагрівання дейтерію і тритію лазерними променями.
Стелларатор - більш рідкісний вид термоядерних реакторів першого типу. Його більш поширеним побратимом є токамак (тороїдальна камера з магнітними котушками). В обох реакторах плазма утримується не стінка камер (вони просто не здатні витримати необхідну для термоядерних реакцій температуру), але спеціально створюваним магнітним полем. Однак в токамаке магнітне поле індукує комбіновано: за допомогою зовнішніх котушок, а також за допомогою електрики, що протікає по плазмовому шнурі. На відміну від токамака, в стелараторі необхідна для утримання плазми конфігурація магнітного поля створюється струмами, поточними виключно поза плазмового обсягу. Подібна конструкція стелларатор-реактора створює середовище, в якій плазма володіє високою стабільністю. Його пристрій дозволяє уникнути виникнення потоків вільних електронів та іонів всередині плазмового шнура, що створюють свої власні магнітні поля, що часто призводить руйнування магнітного поля і втрати плазмою температури в токамак-реакторах. Це, з одного боку, дозволяє використовувати стелларатор в безперервному режимі, з іншого - робить його будівництво вкрай складним.
Перший проект стелараторі був розроблений Лайманом Спітцером (Lyman Spitzer), вченим з Прінстонського університету, ще в 1951 році. Однак в той час створення реактора такого типу було неможливим. Тому реактори типу токамак, мають більш просту і більш технологічну конструкцію, активніше використовувалися для досліджень в області ядерного синтезу. Крім Wendelstein 7-X, найбільш перспективним стелараторі в світі вважається Large Helical Device. розташований в японському місті Токи.
Сайт може містити контент, не призначений для осіб молодше 18 років.