Сферический термоядерный реактор достигает температуры, необходимой для коммерческой эксплуатации
Это первый в мире сферический Токамак, и Токама Ценерист-40 достиг температуры плазмы в 100 миллионов градусов Цельсия. Это порог, необходимый для коммерческой термоядерной энергии. Это также самая высокая температура, достигнутая Токамаком, финансируемым из частных фондов.Tokamak Energy планирует ввести в эксплуатацию первую в мире термоядерную установку в начале 2030-х годов.
Содержание статьи:
Несколько государственных лабораторий уже сообщили о температурах плазмы свыше 100 миллионов градусов Цельсия в обычных (торических) токамаках. Например, самый большой токамак в мире, европейский United Tor, смог поддерживать температуру плазмы в 150 миллионов градусов Цельсия в течение пяти секунд. Однако это гораздо более компактное термоядерное устройство называется Сферический Токамак. Мы гордимся тем, что достигли этого прорыва. Он приближает нас к тому, чтобы обеспечить мир новым, безопасным и безвредным источником энергии», — говорит Крис Келсал, генеральный директор компании Tokamak Energy.
Сферический Токамак имеет гораздо более узкий центральный соленоид, чем обычный Токамак. Магниты расположены по-другому. Они находятся в центре камеры реактора и, следовательно, гораздо ближе к потоку плазмы. В то же время используется меньшее количество магнитов, которые потребляют меньше энергии, но создают более сильное магнитное поле. В частности, Токамак Energy S T-40 основан на высокотемпературном сверхпроводящем магните (HTS), который может работать при температурах T-250°C D O-200°C, что аналогично температуре жидкого азота. Потенциал для поддержания низких температур и низких цен.
Оптимальная форма плазмы, более сильные магнитные поля
В 1980-х годах один из основателей токамака Аллан Сайкс, работая в тогдашнем Куркамском центре термоядерной энергии, провел теоретическое исследование, показавшее, что изменение формы токамака может повлиять на его производительность. Переход формы пончика (типичный тороидальный токамак) от формы плазменного яблока к форме плазменного кольца. Более эффективный и устойчивый. Эта концепция сферического токамака была объединена с улучшенным магнитным отводом, обеспечиваемым магнитами ВТСП.
Читайте также: Корейский термоядерный реактор устанавливает новый рекорд
Ученые из Корейского научно-исследовательского института термоядерной энергии, известного как Корейский сверхпроводящий токамак (KSTAR), объявили, что им..
Магнитные поля необходимы для работы Токамака. Именно они удерживают заряженные частицы плазмы. Для создания таких магнитных полей Tokamak Energy использовала ВТСП-магниты из смешанного оксида бария, меди и редкоземельных металлов в виде узких полосок толщиной менее 0,1 мм. Намотанные в катушки, они создают гораздо более сильное магнитное поле, занимая при этом меньше места, чем обычные сверхпроводящие магниты. Кроме того, они работают при несколько более высоких температурах, что позволяет экономить энергию.
Система компании состоит из 14 ветвей тороидального поля, центральной колонны и пары катушек мультимерного поля; комбинация этих двух полей ограничивает горячую плазму и удерживает ее вдали от стенок вакуумной камеры. Центральная колонна содержит большой соленоид, который поддерживает ток плазмы для его стабилизации. Катушки в полидальном поле управляют формой и положением горячей плазмы. Отклоняющие катушки (центральная, верхняя и нижняя) расширяют плазму по вертикали, направляя ее выход в четко определенную область, из которой она может быть эффективно удалена.
Токамак, максимально приближенный к коммерческому термоядерному синтезу
Отметим, что в ST-40 используется новое поколение и технология нагрева плазмы, называемая сжатием Меллинга, которая не полагается на центральный соленоид. В этом методе, объясняет команда Tokamak Energy, плазма формируется вокруг двух катушек полоидального магнитного поля в сосуде, после чего происходит магнитный переход, после чего плазма может быть сжата. Это позволяет достичь как высоких токов плазмы, так и высоких температур при плотности, соответствующей термоядерному синтезу.
Сферические термоядерные реакторы более экономичны, чем тороидальные Токамаки, а их плазма гораздо более стабильна; в сочетании с ВТСП-магнитами — сферические Токамаки, утверждает генеральный директор. Обе технологии достигли новых температурных рекордов, сертифицированных и подтвержденных независимым консультативным советом международных экспертов.
Основываясь на этом успехе, Tokamak Energy сейчас работает над реактором нового поколения ST-HT, который, как ожидается, будет введен в эксплуатацию около 2025 года и будет использоваться для демонстрации некоторых передовых технологий, необходимых для первой в мире термоядерной энергетической установки, которую компания планирует запустить в начале 2030-х годов. Ожидается, что он будет использоваться для демонстрации некоторых передовых технологий, необходимых для первой в мире термоядерной энергетической установки, которую компания планирует запустить в начале 2030-х годов. Энергия нуклеосинтеза является идеальным источником энергии, поскольку она безопасна, использует неисчерпаемые виды топлива, а в результате реакции не образуется углекислый газ или долгоживущие радиоактивные отходы. Сферические токамаки быстрее своих тороидальных аналогов, поэтому эту энергию можно использовать в коммерческих целях.
