Германия запустила имитатор Солнца - мощнейший термоядерный реактор в мире

В Германии успешно запущен термоядерный реактор Wendelstein 7-X. На проект стоимостью более 1 млрд евро физики возлагают большие надежды, ведь такой реактор способен стать термоядерной электростанцией будущего, сообщает Lenta.ru.

Испытания, проведенные в первый день запуска Wendelstein 7-X, признаны успешными. Физикам удалось при помощи микроволнового импульса мощностью 1,3 МВт нагреть 1 мг газообразного гелия до температуры в миллион градусов Цельсия и удержать полученную плазму в равновесии в течение 0,1 сек. Ученые отследили характеристики магнитного поля полученной плазмы и запустили компьютерную систему контроля над магнитным полем. В их ближайшие задачи входит постепенное наращивание мощности излучения и повышение температуры плазмы.


Удержание плазмы в термоядерном реакторе Wendelstein 7-X происходит по принципу стелларатора. Конструкцию стелларатора впервые предложил в 1951 году американский физик Лайман Спитцер. Свое название реактор получил от латинского stella - звезда, поскольку внутри реактора температура сравнима с температурами, достигаемыми внутри ядра Солнца.

Рост населения Земли, исчерпание природных ресурсов и загрязнение окружающей среды - все это приводит к необходимости использовать альтернативные источники энергии. Управляемый термоядерный синтез в этом случае представляется святым Граалем энергетики, поскольку топливом для него является тритий и тяжелая вода, содержащая изотоп водорода дейтерий. При использовании дейтерия, содержащегося в бутылке воды, выделится столько же энергии, сколько при сжигании бочки бензина. При этом окружающей среде будет нанесен минимальный вред, а топливо для термоядерной электростанции доступно всем без исключения странам.


Зеленый свет на возведение Wendelstein 7-X правительство Германии дало в 1993 году. В настоящее время над реактором работают более 400 человек.

Возведение Wendelstein 7-X было тяжелым процессом. Реактор состоит из 50 сверхпроводящих ниобий-титановых катушек около 3,5 м в высоту и общим весом около 425 т. Катушки способны создавать магнитное поле, удерживающее плазму с температурой 60-130 млн градусов Цельсия - это в несколько раз выше, чем температура в центре солнечного ядра. Вся конструкция окружена прочной теплоизолирующей оболочкой диаметром 16 м.

Перечисленные параметры делают Wendelstein 7-X самым мощным стелларатором в мире. Его ближайший конкурент LHD (Large Helical Device) расположен в Японии. В России единственный действующий стелларатор "Л-2М" находится в Институте общей физики Российской академии наук.


Свои эксперименты на Wendelstein 7-X ученые планируют провести в три этапа. На первом этапе, начавшемся 10 декабря, физики проведут опыты с получением в реакторе гелиевой плазмы, которую нужно удерживать в равновесном состоянии 1-2 сек. В ходе испытаний первой фазы ученые собираются проверить работу систем реактора и при возникновении неисправностей оперативно их устранять.

На конец января 2016 года намечены испытания с водородной плазмой. После успешного завершения второй фазы экспериментов ученые надеются удерживать на Wendelstein 7-X водородную плазму в течение 10 сек. Конечные цели проекта, которых физики хотят достигнуть на третьем этапе, - удержать плазму в реакторе до получаса.

Если установка Wendelstein 7-X оправдает возлагаемые на нее надежды, физики сделают выводы о возможности использования стеллараторов в качестве термоядерных электростанций будущего.