Нетто-энергия: новый термоядерный реактор является ключом к производству дешевой энергии

Новым словом в сфере производства дешевой электроэнергии может стать термоядерная установка Fusion Nuclear Science Facility, которая вырабатывает материалы и компоненты для термоядерного реактора и производит нетто-энергию.

Работа ученых, опубликованная в журналеNuclear Fusion, касается конструкции комбинированного FNSF, которое может стать опытным устройством и предтечей коммерческого термоядерного реактора.

Отличной моделью для установки FNSF могли бы стать сферические токамаки, утверждают ученые Лаборатории физики плазмы Принстона при Министерстве энергетики США. Два самых современных сферических токамака в мире — это недавно завершенный NSTX-U в США и MAST в Великобритании.

Ключевой особенностью такой конструкции является размер отверстия в центре токамака, которое удерживает и формирует плазму. В сферических токамаках это отверстие может быть в половину размера отверстия обычных токамаков. Эта разница, отраженная в форме магнитного поля, сдерживающего раскаленную плазму, оказывает большое влияние на поведение плазмы.

"Основная причина, по которой мы изучаем сферические токамаки, заключается в том, что это может помочь найти дорогу к синтезу при гораздо меньших энергетических затратах, чем того требуют традиционные токамаки", — говорит Иэн Чапман, новый глава исследовательской программы в научном центре Калэм.

Способность таких машин к воспроизводительному созданию плазмы в пределах своих компактных размеров демонстрирует их пригодность в качестве возможных моделей для следующего поколения термоядерных установок. Широкий диапазон заключений, расчетов и цифр, подробно изложенных в данном исследовании, убедительно подтверждают жизнеспособность комбинированного FNSF и опытно-промышленной установки, основанной на сферической конструкции. Устройства NSTX-U и МАСТ-U, модернизированные с помощью FNSF, могут стать отличными прототипами будущих промышленных термоядерных электростанций.