Термоядерная энергетика возможна: на экспериментальном европейском реакторе получен рекордный объём энергии
Опытный европейский термоядерный реактор Joint European Torus в британском Оксфорде установил рекорд по объёму выработанной энергии в реакции синтеза. Установка работала рекордные 5 секунд и произвела за это время 59 мегаджоулей тепловой энергии, что в два раза выше, чем в случае предыдущего рекорда, установленного в 1997 году. Новый эксперимент показал, что проект ИТЭР движется в правильном направлении и управляемый термояд возможен.
Внутри рабочей камеры термоядерного реактора. Источник изображения: Christopher Roux (CEA-IRFM)/EUROfusion
Установка Joint European Torus (JET) создавалась как уменьшенная копия реактора ИТЭР. Точнее, опытный термоядерный реактор ИТЭР на юге Франции строится на основе значительно увеличенного проекта JET. Поэтому все эксперименты на реакторе Joint European Torus служат основой для успешного запуска ИТЭР в будущем. В 1997 году JET установил рекорд по пиковой выработке тепловой энергии в управляемой термоядерной реакции синтеза — он выдал пиковую мощность в 16 МВт и длительную (в течение примерно 4 секунд) энергию 21,7 мегаджоулей (5,4 МВт/с).
После более чем 20 лет модернизации установки JET и подбора оптимальных рабочих параметров осенью прошлого года реактор смог выдать более чем в два с половиной раза больше энергии или 59 мегаджоулей за 5 секунд (11,8 МВт/с). Перед учёными не стояла задача получить пик выходной мощности. Требовалось поддерживать реакцию горения плазмы как можно дольше. Где 5 секунд, там и 5 минут, резюмируют исследователи. От термоядерного реактора, прежде всего, требуется способность работать длительное время.
Плазменный жгут в рабочей зоне термоядерного реактора. Источник изображения: EUROfusion
Поставленный на JET эксперимент показал соотношение затраченной и полученной тепловой энергии в районе Q=0,33. Для положительного выхода энергии значение Q должно быть больше 1. Если возможности JET увеличить до масштабов реактора ИТЭР, то вполне реально будет достичь соотношения затраченной энергии к полученной в районе расчётного для ИТЭР значения Q=10. И это одно их важнейших достижений поставленного на JET эксперимента. Это означает, что ИТЭР движется в правильном направлении, и он сможет дать положительный выход энергии после запуска.
Другим важным следствием рекордного эксперимента на реакторе JET может быть то, что это способно ускорить принятие решения по началу строительства опытной европейской термоядерной электростанции (EU DEMO). Реактор ИТЭР не предназначен для подачи электрической энергии в распределительную сеть. Это будет делать следующий проект — EU DEMO, но он пока находится на ранних этапах согласования.
Источник: Nature