Британские ученые добились снижения нагрева токамака

В Управлении по атомной энергии Великобритании (UKAEA) добились 10-кратного снижения нагрева включенного токамака. По словам разработчиков, это событие приближает человечество к созданию полноценного коммерческого термоядерного реактора. Подробности — ​в комментарии ведущего специалиста проекта UKAEA MAST Upgrade Эндрю Кирка.

— Проект экспериментального малого термоядерного реактора MAST Upgrade был запущен в 2010 году с прицелом на создание компактной термоядерной электростанции на базе такого сферического токамака. Для этого, в частности, нужно найти решение одной из самых серьезных проблем термоядерного синтеза — ​избыточного тепла. Детали токамака из-за нагрева подвергаются эрозии, их приходится часто менять. На ремонт установка отключается на длительное время, что затрудняет полноценную работу. В сферическом токамаке размером меньше автомобиля разобраться с перегревом еще сложнее. Чтобы избежать его, нам приходится снижать удельную мощность с уровня ракетного двигателя до уровня автомобильного движка.

Для отвода тепла и продуктов термоядерной реакции в токамаках используется дивертор. По функции он похож на выхлопную трубу. Если в короткую выхлопную трубу попадает очень горячий газ, к моменту выхода он все равно будет очень горячим, и это повредит заднюю часть машины. Создав Super-X, мы удлинили «выхлопную трубу». Тепло течет по дивертору дольше и успевает частично рассеяться до контакта с поверхностями деталей токамака. Мы также впрыснули газ в дивертор, чтобы увеличить поверхность, по которой распространяется тепло. Комбинация дала желаемый эффект. Недавние испытания продемонстрировали эффективность инновационной вытяжной системы Super-X. Мы уже добились 10-кратного снижения нагрева материалов токамака.

Сейчас Управление по атомной энергии Великобритании проектирует прототип термоядерной электростанции STEP, мы хотим запустить ее в начале 2040‑х годов. Нельзя сказать, что все препятствия на пути к коммерческой термоядерной энергетике позади. Предстоит решить еще немало задач: создать материалы, технологии производства топлива, роботизированные системы обслуживания установки. Но разработка Super-X — ​чрезвычайно важный шаг.