В последние годы исследования в области термоядерной энергии набирают популярность, и недавнее достижение ученых из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) стало значимым шагом вперед. Они создали небольшой термоядерный реактор, стелларатор, который использует магнитные поля и детали, напечатанные на 3D-принтере. Это новаторское устройство может стать основой для будущих термоядерных электростанций.
Реактор, собранный сотрудниками PPPL, представляет собой стеклянную вакуумную камеру, окруженную нейлоновой оболочкой, изготовленной с помощью 3D-печати. Эта оболочка удерживает 9920 тщательно размещенных постоянных редкоземельных магнитов, что позволяет создать мощное магнитное поле. В дополнение к этому, шестнадцать медных катушек электромагнитов оборачивают оболочку крест-накрест, что усиливает управление плазмой.
Уникальное расположение магнитов обеспечивает направленное движение заряженных частиц по спиральной траектории, что позволяет удерживать перегретую плазму в пределах реактора. Процессы, происходящие внутри стеллатора, аналогичны тем, что происходят на Солнце: атомы, лишенные электронов, сталкиваются и высвобождают энергию, что, в свою очередь, может быть использовано для производства чистой и практически безграничной электроэнергии с нулевыми выбросами углерода.
Новый реактор PPPL является первым в мире стеллатором, который использует постоянные магниты в дополнение к электромагнитам для формирования плазмы. Проект был реализован за менее чем год с бюджетом в 640 000 долларов США, что значительно меньше, чем затраты на аналогичные проекты. Например, немецкий Wendelstein 7-X, являющийся массивной установкой для термоядерного синтеза, был построен за более чем 20 лет с расходами в 1,1 миллиарда долларов.
По словам исследователей, относительно простая конструкция их реактора демонстрирует возможность более дешевого и быстрого создания стеллаторов. Это открывает новые горизонты для других исследовательских организаций, которые смогут тестировать новые концепции и подходы для разработки будущих термоядерных электростанций.
Достижения ученых из Принстонской лаборатории показывают, что термоядерная энергия, когда-то считавшаяся сложной и дорогостоящей, может быть получена с использованием инновационных технологий и более доступных материалов. Разработка нового стеллатора не только углубляет наши знания о термоядерном синтезе, но и приближает нас к созданию экологически чистых источников энергии, способных удовлетворить растущие потребности человечества.
