Силата на синтез е мечта на учени, еколози и футуристи в продължение на почти един век. През последните няколко десетилетия учените се опитват да намерят начин да създадат устойчиви реакции на синтез, които да осигурят на хората чиста и изобилна енергия, която най-накрая да прекъсне зависимостта ни от изкопаеми горива и други нечисти методи.
През последните години бяха постигнати много положителни крачки, които приближават "ерата на синтеза" до реалността. Съвсем наскоро учени, работещи с експерименталния напреднал свръхпроводящ Токамак (EAST) - ака. „китайското изкуствено слънце“ - постави нов рекорд чрез супер загряващи облаци от водородна плазма до над 100 милиона градуса - температура, която е шест пъти по-гореща от самото Слънце!
Докато учените са способни да синтезират атоми на водород, за да произвеждат енергия, препъницата винаги е достигала до това, което е известно като „точка на безразривност“. Това е мястото, където енергията, получена чрез самозадържаща се реакция на синтез, е равна на енергията, необходима за нейното иницииране. И докато все още не сме стигнали до този момент, учените непрекъснато се сближават.
Понастоящем двата най-популярни метода за производство на мощност от термоядрен синтез са инерционният подход за затваряне и реакторът токамак. В първия случай лазерите се използват за разпалване на пелети от деутерий (H² или "тежък водород") за създаване на реакция на синтез. В последния процес процесът включва камера за затваряне във формата на торус, която използва магнитни полета и вътрешен ток за ограничаване на високоенергийна плазма.
Чрез супер загряване на тази плазма и поддържане на нейната стабилност може да се създаде самоподдържаща се реакция на синтез. Докато другите реактори на токамак разчитат на магнитни намотки, за да поддържат плазмения торус стабилен, китайският реактор EAST разчита на магнитните полета, произведени от самата подвижна плазма, за да поддържа тора под контрол. Това го прави по-малко стабилен, но позволява на физиците да увеличават нивата на топлина.
След четиримесечна кампания, научният екип на EAST успя да интегрира четири типа топлинна енергия, за да достигне нов температурен рекорд. Те включват по-ниско хибридно вълново отопление, електронно циклотронно нагряване, йонно циклотронно резонансно отопление и нагряване с неутрален лъч. Чрез тези комбинирани методи беше оптимизиран профилът на плътност на плазмения ток.
След като научният екип успя да оптимизира свързването на четирите различни техники на нагряване, те успяха да създадат облак от заредени частици, които съдържаха електрони, нагряти до повече от 100 милиона ° C. Те също надвишиха нивото на инжектиране на мощност от 10 Мегават (MW) и повишиха запазената енергия в плазмата до 300 килоджула (kJ).
Това не е първият път, в който учените от CASHIPS съобщават, че са достигнали основен етап. През 2016 г. екипът обяви, че са произвели водороден газ, който е три пъти по-горещ от сърцевината на Слънцето (приблизително 50 милиона ° C; 90 милиона ° F) и са успели да поддържат тази температура за рекордни 102 секунди.
С този последен експеримент екипът на EAST не само удвои температурата на плазмения торус (поставяйки нов рекорд), но и успя да разреши редица проблеми, които са от решаващо значение за постигане на стабилни операции. Например, те разрешиха ограничаването на изгорелите газове от частици и мощност, времето за което трябва да е точно, за да се поддържа продължителна реакция на синтез.
Експериментът също така предостави ключови данни за валидирането на топлинните изгорели, транспортни и текущи модели на задвижване, всички те ще бъдат от решаващо значение за реализацията на няколко големи проекта за синтез. Те включват Международния термоядрен експериментален реактор (ITER), Китайският реактор за тестване на термоядрен синтез (CFETR) и DEMOnstration Power Station (DEMO).
Първоначално построен през 2006 г., EAST се превърна в напълно отворено изпитателно съоръжение, което позволява на световната научна общност да провежда стационарни операции и физически изследвания. И като се има предвид, че екипът на EAST отново успя да създаде температурни условия доста над Слънцето, прякорът „Китайско изкуствено Слънце“ едва ли изглежда като разтягане!
Възрастта на чистата енергия се приближава и нито един момент твърде скоро!
