Китайский токамак установил новый мировой рекорд по времени удержания плазмы

«Китайское рукотворное солнце» разогрело плазму до температуры почти в семь раз выше, чем в недрах природного светила, и удерживало ее на протяжении более чем полутора минут

В пятницу, 28 мая, на токамаке EAST прошел эксперимент, результаты которого крайне важны для мировой термоядерной энергетики.

Как пишет официальное китайское новостное агентство Синьхуа, максимальная электронная температура (средняя энергия электронов) плазмы достигла 160 миллионов градусов Цельсия. Такие параметры жгута ионизированного газа токамак удерживал 20 секунд. А при 120 миллионах градусов установка проработала 101 секунду.

Китайский экспериментальный термоядерный реактор EAST превзошел предыдущий рекорд длительности более чем в пять раз. Напомним, его установили корейские физики на токамаке KSTAR: они смогли удержать плазму температурой в 100 миллионов градусов на протяжении 20 секунд.

Потрясающих результатов удалось добиться специалистам Института физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP). Подробности своего достижения они, судя по всему, опубликуют в рецензируемом журнале, а пока поделились успехом в формате пресс-релиза. Так что детали остаются под завесой тайны. Известно лишь, что на подготовку к эксперименту ушел год непрерывной работы. В конструкцию токамака EAST, расположенного в городском округе Хэфей, внесли множество изменений, позволивших улучшить показатели стабильности плазмы.

Китайский экспериментальный продвинутый сверхпроводящий токамак EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) — важный элемент международной кооперации в проекте создания экспериментального термоядерного реактора (ITER). Он представляет собой одну из немногих в мире подобных установок с полностью сверхпроводящей магнитной системой, которую создали на основе ниобий-титановых проводников. На EAST ведутся исследования как можно более долгого удержания высокотемпературной плазмы для технологий термоядерного синтеза.

Вакуумная камера EAST изнутри полностью облицована металлическими плитками. Ее малый радиус — 40 сантиметров, а большой — 1,7 метра. Внизу камеры установили вольфрамовый дивертор, охлаждаемый водой. Максимальная интенсивность тороидального магнитного поля установки достигает 3,5 тесла. Для сравнения: магнитное поле Земли колеблется между 25-65 микротесла, а установки для МРТ — 0,5-1,5 тесла (существуют экспериментальные приборы мощностью до 10,5 тесла). Во время рекордного эксперимента сила тока в плазме превысила 500 килоампер.

Что интересно, этот токамак разработали на базе установки H-7, созданной китайскими физиками в 1990-х при непосредственном участии российских специалистов. Налицо радикальный прогресс технологий Поднебесной: на сегодня EAST — один из самых продвинутых и во многом уникальных реакторов такого типа в мире. Именно полученные во время последнего эксперимента данные могут сыграть ключевую роль в обеспечении работоспособности ITER.

Несмотря на впечатляющие достижения китайских физиков и их коллег по всему свету, даже 120 миллионов градусов на протяжении полутора минут, скорее всего, будет недостаточно для промышленного термоядерного реактора. На ITER, сборка которого наконец-то началась прошлым летом, планируют «зажечь» плазму на 150 миллионов кельвинов и удерживать не менее 400 секунд. А это тоже экспериментальная установка — первый прототип энергетически эффективного реактора создадут только к середине XXI века. Остается завидовать Солнцу, в недрах которого благодаря уникальным условиям (в том числе колоссальному давлению) термоядерные реакции прекрасно протекают при «всего» 12-14 миллионах градусов.