Запущено експериментальний реактор термоядерного синтезу

Минулого тижня у Великобританії, після 7-річного етапу будівництва, був вперше запущений новий експериментальний реактор термоядерного синтезу MAST (Mega Amp Spherical Tokamak). Ця споруда, що обійшлося в 55 мільйонів фунтів стерлінгів, є майданчиком для випробувань ряду технологій, які в майбутньому будуть працювати в реакторах промислового класу. Більш того, реактор MAST має вельми незвичайну для подібних реакторів конструкцію і його експлуатація повинна експериментально підтвердити деякі переваги цієї конструкції.

Реактори типу Токамак були основним напрямком в дослідженнях, які проводилися протягом декількох десятків років і пов’язаних з термоядерним синтезом. Ці споруди, що мають реакторну камеру в формі тора, містять сверхгорячей іонізований газ, плазму, що складається з ізотопів водню. Ця плазма утримується від контакту зі стінками камери реактора за допомогою найсильніших магнітних полів, а її розігрів до величезних температур здійснюється потоками мікрохвиль випромінювання або заряджених високоенергетичних частинок.

Конструкція реактора MAST є однією з варіацій типу Токамак. Його камера нагадує не пончик, а вилучену серцевину у яблука. Дослідники вважають, що така майже сферична форма камери реактора може забезпечити більшу стабільність плазмового шнура, більш надійно захистити плазму від забруднення сторонніми елементами і т.п. Але, на жаль, фізика і динаміка процесів термоядерного синтезу в камері такої форми є поки ще дуже маловивченою областю.

Відзначимо, що перший варіант реактора MAST був більш-менш успішно запущений і протестований в 1999 році, давши вченим багатообіцяючі результати. І новий реактор цього типу отримав велику потужність для нагрівання плазми, нові технології відведення тепла, що виділяється при термоядерному синтезі і безліч інших не менш важливих поліпшень. Відзначимо, що реактор MAST є не єдиним сферичним реактором, роботи над яким ведуться в Великобританії. Фахівці Лабораторії фізики плазми Прінстонського університету працюють над проектом NSTX (National Spherical Torus Experiment). Після чергового запуску цього реактора в 2016 році сталася аварія, пов’язана з магнітною системою реактора, і зараз цей реактор відновлюється і проходить чергову модернізацію.

Британські дослідники сподіваються, що модернізований реактор MAST стане останнім експериментальним термоядерним реактором. Наступним етапом уже стане спорудження демонстраційної термоядерної електростанції з реакторами сферичної конструкції. Цей проект, що отримав назву Spherical Tokamak for Energy Production був затверджений ще в минулому році, на його реалізації виділено фінансування в 220 мільйонів фунтів стерлінгів і, згідно з планами, запуск сферичних реакторів експериментальної електростанції повинен бути проведений в 2040 році.