"Штучне сонце" може дати людству безмежну чисту енергію: що випробовує Китай
Пекін готується провести перший у світі експеримент із самостійного термоядерного запалювання на своєму головному реакторі EAST, який за здатністю відтворювати процеси у надрах зірок називають "штучним сонцем". Якщо розрахунки фізиків виявляться точними, людство отримає доступ до практично безлімітного, дешевого та абсолютно чистого джерела енергії.
Про це інформує РБК-Україна з посиланням на BGR.
Як працює "штучне сонце"?
Усередині класичних атомних станцій ядра атомів розщеплюються, а от у термоядерному реакторі (токамаці) відбувається зворотний процес - злиття двох позитивно заряджених ядер водню.
Оскільки у природі однакові заряди відштовхуються з шаленою силою, вченим доводиться створювати екстремальні умови, щоб змусити їх об'єднатися, виділяючи колосальну кількість тепла.
Для цього гігантські циліндричні установки розганяють водень до стану надгарячої плазми.
Процес вимагає надпотужних ресурсів:
- Нагрівання речовини до 150 мільйонів градусів Цельсія (це приблизно у 10 разів гарячіше за ядро справжнього Сонця).
- Створення магнітних полів, які у сотні тисяч разів потужніші за захисне поле Землі, аби утримати нестабільну плазму від контакту зі стінками.
Китайський реактор EAST уже довів свою унікальність. Спочатку він встановив світовий рекорд, утримавши "високоякісне горіння" плазми протягом 1066 секунд при температурі 100 мільйонів градусів.
А згодом фізики подолали межу Грінвальда - критичний бар’єр щільності, після якого реакція зазвичай ставала некерованою. Це довело, що розпечений атомний "суп" може залишатися стабільним і безпечним.
Китайська "Кремнієва долина"
Увесь термоядерний сектор Китаю працює за жорстким державним планом. Уряд визнав цю сферу однією з восьми ключових "технологій майбутнього" та створив мегакорпорацію China Fusion Energy з капіталом у 2,1 мільярда доларів.
Загалом із 2023 року Пекін влив у ці розробки понад 6,5 мільярда доларів, побудувавши повні ланцюжки виробництва - від металургії до надпровідних магнітів.
Ключова інтрига
Поки реактор EAST відпрацьовує фізичні моделі, поруч завершується будівництво ще більшої установки - BEST. Саме вона має стати першим реактором в історії людства, який видасть реальну електрику у загальну мережу.
Спочатку BEST працюватиме на дефіцитних ізотопах водню (дейтерії та тритії). Проте згодом усередині камери встановлять спеціальну літієву ковдру, завдяки якій реактор під час роботи сам вироблятиме для себе дефіцитний тритій.
На цьому амбіції не закінчуються: до 2030 року Китай планує запустити промислову станцію Xinghuo, яка вперше об'єднає в одному блоці реакції термоядерного злиття та класичного ядерного розщеплення.
Захід наступає на п'яти: глобальна битва за безлімітну енергію
Попри колосальний прогрес Китаю, США та європейські країни не збираються віддавати лідерство без бою.
Американський підхід відрізняється від китайського вертикалями контролю: у Штатах зробили ставку на приватний капітал. Близько 42 американських стартапів залучили понад 8 мільярдів доларів інвестицій, що становить половину всього світового приватного бюджету індустрії ядерного синтезу.
Паралельно у південній Франції триває фінальна стадія збирання реактора ITER - наймасштабнішого міжнародного проєкту, в якому беруть участь 34 країни. Через складність конструкції його запуск очікується не раніше 2039 року.
Головним болем для Китаю залишається технологічна залежність. Навіть маючи розвинену промисловість, Пекін досі змушений купувати деякі унікальні компоненти за кордоном.
Так, спеціальні металеві підкладки зі сплаву Hastelloy (C276), необхідні для створення надпотужних магнітів, китайські заводи почали самостійно виробляти у необхідних масштабах лише нещодавно.
Хто б не переміг у технологічних перегонах, стає очевидним те, що ера викопного палива добігає кінця, а чиста енергія стає ближчою до пересічного споживача.