Китайські вчені працюють над збором сонячної енергії, однак джерело цієї енергії буде на нашій планеті. Країна розробляє власний токамак — пристрій для дослідження термоядерного синтезу, що має прокласти людству шлях до чистої енергії. Нещодавно було завершено будівництво цього термоядерного реактора, а його запуск планують на 2020 рік.
Токамак HL-2M побудовано Китайською національною атомною корпорацією у співпраці з Південно-західним фізичним інститутом. Термоядерний реактор зможе «розганятися» до двохсот мільйонів градусів Цельсію, що у 13 разів більше, ніж у ядрі нашої зірки.
Чому так спекотно?
Процес термоядерного синтезу базується на принципі контрольованого поєднання атомів, що виділяє значну кількість тепла. Цей процес певною мірою протилежний тому, що відбувається в атомних реакторах, де ці атоми контрольовано розщеплюють.
Власне, відходами термоядерних реакцій стануть нешкідливий гелій та радіоактивний тритій з періодом напіврозпаду 12 років.
Однак цей процес надзвичайно складний для сучасної науки. Проблемою штучного термоядерного синтезу є те, що він менш стабільний, аніж той, що проходить всередині Сонця. Гарячий газ має тенденцію прориватися крізь магнітний бар’єр і завдавати ушкоджень внутрішній стінці реактора.
Як працює штучне сонце?
Сьогодні електростанції покладаються на викопне паливо або відновлювальні джерела — як-от вода чи вітер. Звісно, є цікаві та перспективні проєкти, але до повсякденного використання їм ще дуже далеко.
Отже, незалежно від джерела енергії, електростанції виробляють електрику за допомогою перетворення механічної енергії в електричну. Скажімо, атомні станції — це, по суті, великі кип’ятильники, в яких ділення атомів нагріває воду. Вода закипає і перетворюється на пару, що обертає турбіну.
Всередині токамака енергія отримується за допомогою злиття атомів, які (сюрприз!) нагрівають воду. У схожій на бублик камері під впливом високих температур та тиску ядра атомів водню втрачають електрони, а газ перетворюється на розпечену плазму.
Люди навчилися утримувати цю плазму в одному місці за допомогою надпотужних магнітних котушок, які не дають їй контактувати зі стінками камери. Власне, сама назва «токамак» є акронімом словосполучення «тороїдальна камера з магнітними котушками».
Токамак. Саме цей «бублик» витримуватиме 200 млн градусів
Це не перший подібний проєкт Південно-західного університету КНР. Вчені цього університету створили перший китайський токамак ще 1984 року. Сьогоднішній проєкт є частиною більшого, глобального проєкту під назвою «Міжнародний термоядерний експериментальний реактор» (ITER).
ITER — це найбільший проєкт в галузі атомного синтезу вартістю 20 млрд євро. В ньому беруть участь 35 держав, які планують побудувати потужний термоядерний реактор у Франції до 2025 року.
Атомний синтез має всі шанси стати найпотужнішим джерелом енергії з усіх, відомих на Землі. Контрольоване злиття атомів може дати в чотири мільйони разів більше енергії, аніж спалення вугілля та нафти та в чотири рази потужніше, аніж атомні електростанції.
А які наслідки, якщо стінки камери на витримають плазму?)