На трети февруари немските физици извършиха поредния пуск на експерименталния термоядрен реактор в Грайфсвалд.

Цел на експеримента беше не да се получи енергия, а търсене на нови начини за управление на плазмата по време на термоядрените реакции. Това обаче не попречи на Германия да стартира мащабна PR-кампания, в която беше привлечен и канцлерът Ангела Меркел.

Основното послание на тази кампания бе: “за първи път от водорода е получена плазма”.

Това даде възможност на много СМИ да говорят и пишат за революционен пробив в световната енергетика. Дори и за настъпване на нова ера в развитието на човечеството, когато изкопаемите горива ще се окажат ненужни.

На практика всичко е малко по-иначе

Има 5 неща, които си заслужава да се знаят за немските термоядрени експерименти, за реактора Wendelstein7-Х и за бъдещето на термоядрения синтез.

Първо. – Това не е първото пускане на реактора. През декември 2015 година на Wendelstein 7-Х вече беше извършен много важен експеримент за получаване на плазма от хелий. Температурата на полученото вещество е превишила 80 милиона ^оС.

Експериментът от трети февруари имаше за задача да повтори успеха, само че за изходен материал този път беше използван водород. До състояние на плазма, както и предишния път, се е достигнало под действието на микровълни.

Второ. – Експериментът се счита за крайно важен за една от ключовите задачи в световната енергетика – усвояването на термоядрения синтез.

Немският реактор е от типа на стелаторите. Дълги години във физиката водещо беше направлението на реактори от типа токамак. По-точно, именно в това направление работеха и съветските физици.

Сега действащ реактор от типа токамак има във Франция. Експериментите показват, че производството на плазма е възможно, обаче ефективността е безкрайно ниска.

През 90-те години на миналия век много учени започнаха да се съгласяват с това, че сталараторите може да са по-перспективно направление. Токамаците работят импулсно, докато стелараторите могат да работят на продължителни цикли. Подробности може да научите на: https://www.youtube.com/watch?v=vqmoFzbZYEM

Първите реактори от този тип са били построени от американските изследователи от Пристънския университет и наречени в част на швейцарските планини Маттерхорн. Названието Wendelstein, избрано от немските физици, представлява симетричен отговор. Това е името на знаменитата планина в Баварските Алпи.

Трето. – В центъра на изследванията стои опитът да се възпроизведат реакциите ставащи на Слънцето. По същество, това е изработване на енергия от сливането на атомните ядра.

За получаване на термоядрена реакция е необходимо плазмата, която произлиза от деутерия и трития (изотопи на водорода), да бъде разгрята до 100 милиона ^оС. За да бъде нагрята плазмата тя трябва да бъде затворена в магнитно поле с помощта на Лоренцовите сили.

Всъщност, задачата на експерименталния реактор е да се докаже теорията, че стелараторите по принцип могат да постигнат термоядрена реакция чрез удържане на нагрятата плазма в магнитното поле.

Четвърто. – Германия е преди всички в това направление. Стелараторът в Грайфсвалд е строен в продължение на 9 години. Общо разходите за изграждането и пускането му възлизат почти на 1,45 милиарда долара от държавния бюджет на Германия.

Пускането му през май 2014 година ознаменува нов кръг в изследванията на термоядрените реакции. Предишният експериментален реактор е работил от 1986 до 2002 година.

Основният детайл на реактора представлява огромен тороид с диаметър 11 метра. В него се върти разгрятата плазма, която е затворена в магнитно поле и затова не се докосва до стените му.

За създаването на магнитното поле се използват 50 магнитни бобини, всяка с диаметър по 3,5 метра. За по-точно управление на полето служат още 20 такива магнитни бобини. Всичките магнитни бобини се охлаждат с течен хелий.

При първите експерименти за производство на плазма също е използван хелий. Причината е, че хелият се йонизира по-лесно, отколкото водорода. Обаче, за получаване на плазма с температура, която е необходима за производство на термоядрена енергия, е необходимо да се използва водород.

Точно такъв експеримент беше извършен на трети февруари 2016 година.

Пето. – До настъпването на ерата на термоядрената енергия, която футуролозите чакат, както вярващите второто пришествие, още е съвсем, съвсем далеч.

КПД на съществуващите реактори е безкрайно малко, времето за удържане на получената по време на реакцията плазма се изчислява в броени секунди.

Болшинството от съобщенията от лабораториите, където се извършват такива изследвания, имат много по-предпазлив характер.  Например, скорошната новина от американските физици за увеличаване на КПД на термоядрения реактор в Ливерморската лаборатория започват с думите “постигнат е определен прогрес…”.

КПД на експерименталните установки е от порядъка на 5-7%. Засега учените считат, че през близките години той може да достигне до 15%, което е прекалено малко, за да се говори за преминаване от експерименталната фаза в практическата плоскост.

Учените от Института за плазмата Макс Планк, работещи на стеларатора в Грайфсвалд, засега също са внимателни в прогнозите си.

Те планират серия от експерименти, разчетена за 4 години. В хода на пробните стартове използваната мощност, а също и продължителността на импулсите, постепенно ще се увеличават.

Конкурентният реактор от типа токамак ITER във Франция се развива с не-съвсем бърз темп. През ноември 2015 година екипът от разработчици съобщи, че ще им са необходими минимум 6 години и допълнително около 5 милиарда евро за продължаване на експериментите, които биха доказали, дали е възможно стабилно и ефективно получаване на енергия с реактори от този тип.

Източник: http://nv.ua/techno/science/termojadernyj-piar-5-veshchej-kotorye-nuzhno-znat-o-nemetskom-reaktore-wendelstein-95275.html