Самый большой в мире экспериментальный реактор термоядерного синтеза был торжественно открыт сегодня к северу от Токио, что звучит, как начало игры, манги или аниме.
Реактор JT-60SA представляет собой токамак — реактор в форме пончика, который может нагревать плазму до 360 миллионов градусов по Фаренгейту (200 миллионов градусов по Цельсию). Реактор был запущен впервые в октябре — в то время исследователи, связанные с проектом, оценивали, что для создания плазмы, необходимой для экспериментов, потребуется два года.
JT-60SA стал "самым продвинутым токамаком в мире. Синтез имеет потенциал стать ключевым компонентом в энергетическом балансе во второй половине этого века.
— еврокомиссар по энергетике Кадри Симсон на церемонии открытия реактора
Ключевым словом здесь, очевидно, стал "потенциал". Ядерный синтез — это реакция, которая питает наше Солнце и другие звезды, и хотя она способна генерировать огромное количества энергии, ученым еще предстоит сделать процесс энергоэффективным на Земле. Ядерный синтез часто называют святым Граалем исследований в области энергетики, потому что если бы экономически выгодные реакции синтеза стали реальностью, это могло бы значительно уменьшить, если не полностью исключить, зависимость человечества от ископаемого топлива.
Но это гораздо проще сказать, чем сделать. Новый реактор, наряду с его аналогом, который в настоящее время строится в Европе (ITER), представляют собой всего лишь экспериментальные комплексы, цель которых доказать технологическую возможность синтеза в масштабе. Тот же ITER известен своими задержками и превышением бюджета и не сможет доказать экономическую целесообразность синтеза, но это шаг, который требуется для последующего развития и вывода технологии в практическое русло.
В прошлом году ученые из Национальной лаборатории имени Лоуренса Ливермора добились успеха — реакция произвела больше энергии (3 мегаджоуля), чем потребовалось для ее поддержания (2 мегаджоуля). Это было значительным достижением, но для этого потребовалось гораздо большее количество энергии (300 мегаджоулей) — так что сенсация оказалась преждевременной.
Эксперименты по синтезу, проводимые на JT-60SA, будут способствовать науке, которая в конечном итоге будет проводиться в ITER, реакторе, который может вместить в шесть раз больше объема, чем его японский партнер. Однако JT-60SA не будет использовать тритий, редкий изотоп водорода — в своих реакциях, в то время как ITER планирует начать использовать его в 2035 году, согласно Science.
В то время как крупные коллаборации работают над масштабными токамаками и стеллараторами, есть и проекты поменьше, такие как эксперимент SPARC, проводимый совместно с MIT-CFS. Ожидается, что SPARC будет завершен в 2025 году, в том же году, когда ожидается первая плазма ITER.
Шутка о масштабном ядерном синтезе заключается в том, что он всегда находится где-то за горизонтом — возможно, через 30 или 50 лет. И мы никак не можем приблизить его. Однако это не значит, что в области не будет совершено прорыва, который приведет к рабочему и экономически эффективному термоядерному синтезу. Возможно, ИИ поможет в этом деле.