Штучнае сонца: крыніца бясконцай энергіі

Кітай выйшаў за межы навуковай фантастыкі і стаў першай краінай, якая паспяхова распрацавала тое, што яны называюць «Мікрасонцам» або «Штучным сонцам». Гэта амаль бясконцая крыніца энергіі, заснаваная на ядзерным сінтэзе. Іншымі словамі, хоць гэта і не літаральна другое сонца, гэты эксперымент узнаўляе сістэму, вельмі падобную да сонечнай, якая таксама ўтвараецца ў выніку ядзернага сінтэзу.

Гэты эксперымент называецца EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak — эксперыментальны звышправодны такамак) і быў задуманы ў 1996 годзе, хоць першыя крокі ён зрабіў толькі з 2006 года. Але праект стаў сапраўды функцыянальным толькі нядаўна, пасля многіх гадоў інвестыцый і навуковых даследаванняў. Прылада з'яўляецца сусветным піянерам, першым цалкам звышправодным такамакам. Мэтай заўсёды было паўтарыць фізічныя параметры Сонца, а таксама інжынерныя патрабаванні адпаведнага праекта ITER. Гэты подзвіг зрабіў Кітай галоўным тэхналагічным арыенцірам у гэтым тыпе рэактара 

Мадэль LSSF.

Эксперыментальныя фазы і прагрэсіўныя запісы

  • 2006–2007: Спачатку плазма падтрымлівалася ўсяго 3 секунды пры току 200 кА; неўзабаве пасля гэтага, у студзені 2007 года, плазма падтрымлівалася амаль 5 секунд пры току 500 кА.
  • 2010–2011: Пачынаючы з 2010 года, EAST дасягнуў высокаканфігураванай плазмы, якую яны называюць (H-рэжым), выкарыстоўваючы нізкачастотныя хвалі, а з 2011 года яны дасягнулі значнага прагрэсу, падтрымліваючы плазму пры тэмпературы 50 мільёнаў Кельвінаў на працягу 30 секунд 
  • 2017–2018: У ліпені 2017 года токамаку ўдалося падтрымліваць H-рэжым больш за 100 секунд, што ўжо ўдвая перавышае вынікі 2011 года. А ў лістападзе 2018 года ён дасягнуў таго ж часу, але з той розніцай, што дасягнуў падвойнай электроннай тэмпературы, якая дасягнула 100 мільёнаў градусаў.

Штучнае сонца: міліметровыя рэкорды і фінальныя этапы

 

  • 2021: EAST зафіксаваў тэмпературу плазмы амаль 120 мільёнаў градусаў, падтрымліваючы яе на працягу 101 секунды; у канцы таго ж года, у снежні, яна дасягнула 1056 секунд (крыху больш за 17 хвілін), што ўжо стала значным прарывам.
  • 2023: На той момант праект ужо знаходзіўся на завяршальнай стадыі, і плазму ўдалося падтрымліваць амаль 10 хвілін, што ўжо было неверагодна для многіх навукоўцаў. 
  • 20 студзеня 2025 г.: Кітай цяпер можа падтрымліваць плазму амаль 20 хвілін, што з'яўляецца важнай гістарычнай падзеяй у ядзерным сінтэзе. Стварэння мікрасонца на працягу 20 хвілін дастаткова для генерацыі незлічонай колькасці энергіі.

Інавацыі, створаныя штучным сонцам

Нягледзячы на ​​тое, што штучнае сонца яшчэ не дасягнула фазы запальвання, каб доўжыцца бесперапынна, 20-хвілінны рубеж ужо мае шмат практычных функцый у энергетычнай галіне.

Акрамя таго, эксперымент пабіў рэкорды па тэмпературы, якая прыкладна ў 70 000 разоў перавышае максімальную тэмпературу бытавых мікрахвалевых печаў. EAST таксама зафіксаваў важныя адкрыцці адносна рэжымаў утрымання, а таксама працягласці імпульсу, тэмпературы і шчыльнасці плазмы. Гэтыя элементы маюць вырашальнае значэнне для будучых рэактараў, такіх як ITER і CFETR 

Глабальны навуковы кантэкст 

Нягледзячы на ​​тое, што EAST — кітайскі праект, сёння ён служыць адкрытай выпрабавальнай платформай як для кітайскіх, так і для замежных навукоўцаў па ўсім свеце. Ён уносіць свой уклад у шматлікія праекты, такія як ITER (размешчаны на поўдні Францыі), у якім Кітай таксама ўдзельнічае амаль на 10% ад будаўніцтва і эксплуатацыі.

Гісторыя запісаў і эксперыментаў дае практычныя веды для распрацоўкі кітайскага тэрмаядзернага выпрабавальнага рэактара, які стане наступным пакаленнем «штучнага сонца» ў Кітаі.

ПАДАБНЫЯ АРТЫКУЛЫ

САМЫЯ ПРАГЛЯДЗЕНЫЯ