Світ живе на викопному паливі, але всюдисущий привид зміни клімату спонукав дослідження екологічно чистих форм енергії, таких як вітрова та сонячна. Десятиліттями вчені працювали над ядерним синтезом, щоб отримати безмежну чисту енергію. Це йшло повільно, але новий експеримент на Joint European Torus (JET) дає певну надію. Команда каже, що британський JET успішно підтримував термоядерний синтез протягом п’яти секунд, виробляючи достатньо енергії для тисяч будинків і споживаючи лише частинку палива.
Термоядерний синтез — це той самий процес, який живить Сонце і, опосередковано, все життя на Землі. Людство давно навчилося генерувати енергію за допомогою розщеплення атома, але використання термоядерного синтезу набагато невловиміше. Такі зірки, як Сонце, підтримують термоядерний синтез протягом еонів завдяки своїй величезній масі та гравітації, але найкраще, що ми можемо зробити на Землі, — це кілька секунд, часто з від’ємною генерацією енергії. І все ж п’ять секунд синтезу JET — це велика справа.
JET — це реактор токамак, тороїдальна камера, де ізотопи водню нагріваються до високих температур і містяться в магнітному полі. Понад 300 вчених з групи EUROfusion взяли участь в останніх випробуваннях JET, які нагріли дейтерій і тритій до 150 мільйонів градусів за Цельсієм (у 10 разів вище, ніж ядро Сонця). Під час злиття дейтерію та тритію ви отримуєте атом водню та додатковий нейтрон, загальна маса яких трохи менша, ніж у вихідних матеріалів. Ця маса перетворюється на енергію — багато її.
За ці п’ять секунд термоядерного синтезу JET виробив 69 мегаджоулів енергії. Цього достатньо, щоб забезпечити енергією 12 000 будинків, але лише на п’ять секунд. Деякі реактори працюють довше, але випробування все ще найкраще вимірювати секундами, і жоден із них не виробляє стільки корисної потужності. І JET створив всю цю потужність, використовуючи лише 0,2 міліграма пального.
Це був останній експеримент JET — проєкт завершився в грудні 2023 року після понад 40 років. Однак команда використала цей останній тест, щоб продемонструвати методи, які могли б допомогти майбутнім дослідницьким реакторам досягти ще вищих рівнів енергії. Команда успішно «пом’якшила» інтенсивне тепло, що випромінювалося від плазми, утримуючи край плазми, щоб запобігти пошкодженню стінок тора. Жодна з цих методик раніше не була випробувана в дейтерій-тритієвому середовищі.
Вчені з EUROfusion вважають, що робота, проведена в JET, значно вплине на майбутні експерименти. Вони вказують на майбутні проекти, такі як ITER у Франції, який стане найбільшим у світі реактором Токамак, коли він буде завершений у найближчі роки. Вчені сподіваються, що DEMO, наступник ITER, зможе генерувати від 300 до 500 мегават електроенергії, але команда націлена на середину століття для цього. Очікується, що ITER розпочне дейтерієво-тритієві експерименти в середині 2030-х років.