Рэактар JT-60SA / Фота: Fusion for Energy/National Institutes for Quantum Science and Technology
У самым пачатку снежня на поўнач ад Токіа быў урачыста адкрыты найвялікшы на сённяшні дзень эксперыментальны рэактар ядзернага сінтэзу, дзе навукоўцы працягваюць працаваць над тым, каб зрабіць ядзерны сінтэз жыццяздольнай крыніцай сусветнай энергіі.
Рэактар JT-60SA уяўляе сабой такамак — рэактар у форме пончыка, які можа награваць плазму да 200 мільёнаў °C. Першы раз устаноўка была запушчана ў кастрычніку; у той час даследчыкі, звязаныя з праектам, падлічылі, што рэактару спатрэбяцца два гады, каб вырабіць плазму, неабходную для эксперыментаў, паведамляе выданне Science.
Камісар ЕС па энергетыцы Кадры Сімсан на цырымоніі адкрыцця рэактара назвала яго «самым перадавым такамакам у свеце, дадаўшы, што тэрмаядзерны сінтэз мае патэнцыял стаць ключавым кампанентам энергетычнага балансу ў другой палове гэтага стагоддзя.
Нягледзячы на стрыманы аптымізм, ключавым тут пакуль з’яўляецца ўсё ж слова «патэнцыял», удакладняе Gizmodo. Ядзерны сінтэз часта называюць святым Граалем энергетычных даследаванняў, бо калі ў навукоўцаў атрымаецца рэалізаваць эканамічна выгадныя тэрмаядзерныя рэакцыі, гэта значна зменшыць — калі не ліквідуе цалкам — залежнасць чалавецтва ад выкапнёвага паліва.
Але гэта нашмат лягчэй сказаць, чым зрабіць. Новы рэактар, а таксама яго аналаг, які цяпер будуецца ў Еўропе, Міжнародны тэрмаядзерны эксперыментальны рэактар (ITER), з'яўляюцца пакуль толькі эксперыментамі, закліканымі даказаць тэхналагічную магчымасць маштабавання тэрмаядзернага сінтэзу. ITER пры гэтым яшчэ і адстае ад графіка і перавышае бюджэт.
Ядзерны сінтэз можа быць зроблены рознымі спосабамі, але ў любым выпадку гэта нашмат чысцейшы працэс, чым ядзернае дзяленне. Падчас рэакцыі тэрмаядзернага сінтэзу два лёгкія атамныя ядры зліваюцца ў цяжэйшае ядро, прадукуючы пры гэтым велізарную колькасць энергіі. У сваю чаргу пры рэакцыі дзялення ў выніку расшчаплення вялікага атама на драбнейшыя часціцы вырабляецца менш энергіі, чым падчас сінтэзу. Апроч гэтага, у выніку сінтэзу не вырабляюцца радыёактыўныя адкіды, як гэта адбываецца пры дзяленні.
Нягледзячы на леташні навуковы прарыў фізікаў з Lawrence Livermore National Laboratory, якія атрымалі на сваёй устаноўцы чысты прырост энергіі ў рэакцыі тэрмаядзернага сінтэзу (рэакцыя вырабіла больш энергіі (3 мегаджоўлі), чым гэта спатрэбілася для ўзмацнення рэакцыі ў першую чаргу (2 мегаджоўлі), на сілкаванне ўстаноўкі патрабавалася значна большая колькасць энергіі (300 мегаджоўлей). Іншымі словамі, наперадзе яшчэ доўгі шлях.
У той час як вялікія навуковыя калабарацыі працуюць над вялікімі такамакамі, некаторыя праекты ставяць сваёй мэтай стварэнне меншых рэактараў, якія выкарыстоўваюць высокатэмпературныя звышправодныя магніты. Чакаецца, што адзін з такіх праектаў SPARC будзе завершаны ў 2025 годзе — тады ж чакаецца і першая плазма з французскага ITER.
Пра ядзерны сінтэз, які можна маштабаваць, часта жартуюць, што ён заўсёды недзе за гарызонтам і стане рэальнасцю, магчыма, праз 30 ці 50 гадоў. Аднак чым раней будзе зробленая праца ў гэтым кірунку, тым хутчэй чалавецтва зможа пазбавіцца залежнасці ад выкапнёвых рэсурсаў.
Эксперыменты па ядзерным сінтэзе, якія будуць праводзіцца на японскім рэактары JT-60SA, дапамогуць зразумець, што будзе адбывацца ў французскім рэактары ITER, які мае ў шэсць разоў большы патэнцыял за свайго японскага калегу. Праект JT-60SA — гэта вынік супрацоўніцтва паміж больш чым 500 навукоўцамі і інжынерамі і больш чым 70 кампаніямі з усёй Еўропы і Японіі.
Чытайце таксама:
Фізікі тлумачаць, што будзе далей пасля прарыву ў тэрмаядзерным сінтэзе
