Что, если бы мы могли заменить нефть и уголь нашими собственными звездами? И нет, речь идет не о солнечной энергии – мы говорим о ядерном синтезе. И недавние исследования помогут нам развиваться в этом направлении, пишет издание Business Insider. Встречайте Экспериментальный Продвинутый Сверхпроводящий Токамак (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), или EAST.
Токама́к (тороидальная камера с магнитными катушками) — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза.
EAST - это термоядерный реактор, построенный в Хэфэй, Китай. С недавних пор он может достигать температуры, в шесть раз превышающей температуру солнца. Давайте взглянем на то, что происходит внутри – этот процесс называется слияние, когда два легких атома объединяются в один, более крупный, высвобождая энергию в процессе. Звучит достаточно просто, но осуществить это нелегко. Поскольку эти два атома имеют положительный заряд, то они работают как два противоположных магнита: отталкиваются друг друга.
Звезды, как и наше Солнце, имеют отличный способ преодолеть это отталкивание, их огромный размер создает огромное давление в ядрах. Таким образом, атомы сближаются, что делает их столкновение более вероятным. Есть только одна проблема: у нас нет технологии для создания такого давления на Земле.
К счастью, есть другой способ. Вы также можете произвести подобный синтез при экстремальных температурах. И это именно то, что делают такие устройства, как EAST. Чем выше температура, тем быстрее движутся атомы и тем больше вероятность их столкновения.Но довольно быстро появляется нужда в балансе. Если температура слишком высокая, атомы движутся слишком быстро, а если слишком холодно, то они движутся слишком медленно. Таким образом, идеальная температура для синтеза составляет около 100 миллионов градусов по Цельсию – в 6 раз жарче, чем ядро нашего солнца. Только несколько экспериментов в мире превзошли этот рубеж и последним стал EAST. Он выдержал температуру ядерного синтез в течение примерно 10 секунд, а затем выключился. И хотя это был прорыв, EAST все еще далек от возможности генерации устойчивой энергии для людей Земли. Но это было сделано специально. EAST – это крошечный реактор. Пусть он в поперечнике несколько метров, это не значит, что это полноценная электростанция. Это эксперимент. И сейчас его задача заключается в том, чтобы помочь нам разработать более эффективные технологии синтеза, которые однажды могли бы питать целые города. Как и ITER, сокращение от Международного термоядерного экспериментального реактора, это самый большой в мире термоядерный проект на сегодняшний день. Тридцать пять стран вложили миллиарды долларов в его строительство. И он спроектирован, чтобы стать первым термоядерным реактором, который будет производить больше энергии, чем требуется для его нагрева.
Видите ли, вам нужно потратить много энергии на эти машины, чтобы заставить их работать. На последний тест EAST, например, было потрачено более 10 мегаватт энергии, этой энергии хватит для годовых нужды 1640 американских домов. Отдача же не возместила и половину затраченной энергии. Поскольку весь смысл электростанции в том, чтобы, в общем-то, производить электроэнергию, это довольно существенный вопрос для дальнейшей разработки.
Но оно того стоит. Почему? Во-первых, термоядерные реакторы практически не производят радиоактивных отходов по сравнению с той реакцией, которую мы наблюдаем на современных атомных электростанциях. К тому же реакторы, используемые для синтеза, могут работать на морской воде - возобновляемом, устойчивом ресурсе.
С точки зрения перспективы, количество воды только на верхнем дюйме озера Эри достаточно, чтобы произвести больше энергии, чем все ископаемое топливо, оставшееся на нашей планете. И, в отличие от других экологичных источников энергии, ему не нужно солнце или ветер. Во время истощения ресурсов и ухудшения климата на Земле для человечества это - идеальный выход.
Перевод Станислава Прыгунова, специально для "БВ"
