Ядерное слияние предлагает дразнящее обещание неограниченной чистой энергии. Разбивая изотопы (или разные версии) водорода при невероятно высоких температурах, результирующая перегретая плазма электронов и ионов сливается в более тяжелые атомы, высвобождая феноменальное количество энергии в процессе.
Однако, хотя эта реакция слияния самодостаточна при чрезвычайных температурах и давлении в звездах, воссоздание этих условий на Земле является огромной технической проблемой-и современные концепции реактора по-прежнему потребляют больше энергии, чем они могут производить.
Стеллараторы являются одним из самых перспективных конструкций реакторов, названных так, названным благодаря их мимике реакций на солнце. Они используют мощные внешние магниты для управления высокоэнергетической плазмой в вакуумной камере в форме кольца и поддержали стабильное высокое давление. В отличие от более простых реакторов Tokamak, которые проходят высокий ток через плазму, чтобы генерировать необходимое магнитное поле, внешние магниты стеллараторов лучше стабилизируют плазму с помощью реакций слияния, что в конечном итоге будет необходима при переводе технологии на коммерческие электростанции.
В недавних экспериментах Stellarator W7-X превзошел предыдущие тесты, установленные выведенными из эксплуатации реакторов Tokamak JT60U в Японии и Самолет в Великобритании особенно за то, как долго может быть поддерживаться плазма.
В частности, международная команда показала, что реактор достиг нового рекордного высокого тройного продукта — ключевой показатель успеха генераторов Fusion Power. Тройной продукт представляет собой комбинацию плотности частиц в плазме, температуры, необходимой для того, чтобы эти частицы были предотвращено, и время удержания энергии (мера того, насколько хорошо тепловая энергия поддерживается система). Определенное минимальное значение, называемое критерием Lawson, отмечает точку, в которой реакция производит больше энергии, чем использует и становится самоосудимым, поэтому более высокий тройной продукт указывает на более эффективную реакцию.
«Новый рекорд является огромным достижением международной команды»,-сказал Томас Клингер, руководитель отдела операций в Wendelstein 7-X и руководитель Dynamics and Stellarator в IPP в заявление Полем «Повышение тройного продукта до уровня Токамака во время длинных плазменных импульсов отмечает еще одну важную веху на пути к стелларатору с способностью способствовать силовым растениям».
Ключом к успеху этой последней вехи стала разработка нового инжектора топливного шарика, который объединил непрерывную заправку реактора с импульсным нагревом для поддержания требуемой температуры в плазме. В течение 43-секундного периода 90 замороженных водородных гранул были выпущены в плазму на высоте до 2600 футов (800 метров) в секунду, примерно скорость пули. Предварительно запрограммированные импульсы мощных микроволн нагревали плазму, которая достигла пиковой температуры 30 миллионов градусов C, и эта координация между микроволновыми импульсами и инъекцией гранул решает, как долго может быть стабильно поддерживать плазму.
Эта же кампания также увеличила оборот энергии реакции на 1,8 Gigajoules в течение шестиминутного пробега, разбивая предыдущий рекорд реактора 1,3 Gigajoules с февраля 2023 года. Объем энергетического оборота представляет собой комбинацию нагревающей силы и продолжительности плазмы плазменного реактора и показателя способности реактора поддерживать высокоэнергетическую плазму. Поэтому это еще один важный параметр для будущей работы электростанции. Новое значение даже превышает Запись, достигнутая экспериментальным передовым сверхпроводящим Токамаком (Восток) в Китае в начале этого годадополнительно свидетельствует о потенциале Stellarators.
«Записи этой экспериментальной кампании — это гораздо больше, чем просто цифры. Они представляют собой значительный шаг вперед в проверке концепции Stellarator — возможны благодаря выдающемуся международному сотрудничеству», — заклядился Роберт Вольф, руководитель отдела отопления и оптимизации Stellarator в IPP.
