Команда физиков-ядерщиков Массачусетского института технологий установила новый мировой рекорд: в реакторе токамака Alcator C-Mod давление плазмы — ключевого ингредиента в производстве термоядерной энергии — достигло 2 атмосфер.

Ядерный синтез потенциально может стать источником неограниченной энергии — чистой, безопасной и безуглеродной. Это тот же процесс, который питает Солнце, и его можно провести в реакторе, который воспроизводит состояние раскаленных миниатюрных «звезд», удерживаемых внутри магнитного поля.

Для успешной реакции проекта плазма должна быть стабильной под сильным давлением и находиться в фиксированном объеме. Также требуется соблюдать три фактора: плотность частиц плазмы, время удержания и температура должны находиться в заданных пределах. Достижение нужного давления, производной плотности и температуры, это две трети успеха. От них зависит объем произведенной энергии.

За 23 года, что Alcator C-Mod работает в MIT, ученые постоянно повышали давление плазмы. В 2005 был достигнут наивысший в мире уровень в 1,77 атмосфер. Сейчас установлен новый рекорд — 2,05 атмосферы, на 15% больше, а температура внутри реактора составила 35 млн градусов Цельсия, примерно в два раза больше, чем в центре Солнца. Плазма производит 300 триллионов реакций синтеза в секунду и обладает силой магнитного поля в 5,7 Тл. Реакция проходит в объеме приблизительно 1 кубометр, а плазма сохраняется в течение полных 2 секунд.

Другие эксперименты, проведенные на аппаратах, аналогичных Alcatar, достигали таких же температур, но при давлении всего около 1 атмосферы. Результаты, достигнутые исследователями MIT, превосходят максимально доступное давление реакторов других типов примерно на 70%, пишет MIT News.

Для того чтобы понять, как принцип работы токамака Alcator C-Mod можно применить к производству энергии, ученые института в американском Кембридже работают над адаптацией новых сверхпроводников, способных производить магнитные поля еще большей силы без потребления электричества или выработки тепла. Эти сверхпроводники станут главной особенностью существующего пока в теории реактора Affordable Robust Compact (ARC), который способен производить до 250 миллионов ватт электричества.

Между тем, рекорд по времени удержания плазмы установили в начале года китайские физики. Токамак EAST при Институте физики плазмы смог разогреть водород до 50 млн С и поддерживать эту температуру рекордное время — 102 секунды.