Fusion Energy: EAST Tokamak у Кітаі дасягнуў ключавой вехі

Эксперыментальны ўдасканалены звышправодны токамак (EAST) у Кітаі паспяхова падтрымліваў стацыянарную працу плазмы высокага ўтрымання на працягу 1,066 секунд, пабіўшы свой папярэдні рэкорд у 403 секунды, дасягнуты ў 2023 годзе.   

20 студзеня 2025 г. эксперыментальны ўдасканалены звышправодны токамак (EAST) у Кітаі (у народзе вядомы як кітайскае «штучнае сонца») паспяхова падтрымліваў стацыянарную працу плазмы высокага ўтрымання на працягу 1,066 секунд. Працягласць 1,066 секунд з'яўляецца ключавым крокам у тэрмаядзерных даследаваннях; такім чынам, гэта дасягненне з'яўляецца важнай вяхой у пагоні за тэрмаядзернай вытворчасцю энергіі. У 403 годзе ўстаноўка EAST падтрымлівала стацыянарную працу плазмы высокага ўтрымання на працягу 2023 секунд. Каб забяспечыць ядзерны сінтэз, устаноўкі кіраванага сінтэзу павінны дасягнуць тэмпературы вышэй за 100 мільёнаў ℃, захоўваючы пры гэтым стабільную доўгатэрміновую працу.  

Эксперыментальны ўдасканалены звышправодны токамак (EAST) у Кітаі пачаў працаваць у 2007 годзе. Гэта прылада такамака і служыла адкрытай тэставай платформай для навукоўцаў для правядзення эксперыментаў і даследаванняў, звязаных з тэрмаядзерным сінтэзам.  

Токамак EAST падобны на ITER па форме і раўнавазе, але меншы, але больш гнуткі. Ён мае тры адметныя рысы: некруглы папярочны перасек, цалкам звышправодныя магніты і цалкам актыўна астуджаныя плазмай кампаненты (PFC). Ён дасягнуў значнага прагрэсу ў падыходзе да магнітнага ўтрымання ядзернага сінтэзу, асабліва ў дасягненні рэкорднай тэмпературы плазмы. 

Выкарыстанне магнітаў для абмежавання і кантролю плазмы - адзін з двух асноўных падыходаў да дасягнення экстрэмальных умоў, неабходных для ядзернага сінтэзу. Прылады Tokamak выкарыстоўваюць магнітныя палі для выпрацоўкі цяпла і абмежавання высокатэмпературнай плазмы. ITER - найбуйнейшы праект токамак у свеце. ITER, які базуецца ў Сен-Поль-ле-Дзюранс на поўдні Францыі, з'яўляецца самым амбіцыйным супрацоўніцтвам 35 краін у галіне тэрмаядзернай энергіі. У ім выкарыстоўваецца кальцавой тор (або магнітнае прыстасаванне з пончыкам) для ўтрымання тэрмаядзернага паліва на працягу доўгага часу пры досыць высокіх тэмпературах, каб адбылося тэрмаядзернае запальванне. Як і ITER, тэрмаядзерная праграма STEP Вялікабрытаніі заснавана на магнітным утрыманні плазмы з дапамогай такамака. Аднак токамак праграмы STEP будзе мець сферычную форму (замест формы пончыка ITER). Сферычны токамак кампактны, эканамічна эфектыўны і можа быць прасцей у маштабаванні.   

Іншым падыходам для дасягнення экстрэмальных умоў, неабходных для ядзернага сінтэзу, з'яўляецца інерцыяльны сінтэз (ICF). Пры такім падыходзе экстрэмальныя ўмовы тэрмаядзернага сінтэзу ствараюцца шляхам хуткага сціску і награвання невялікай колькасці тэрмаядзернага паліва. National Ignition Facility (NIF) Лівермарскай нацыянальнай лабараторыі імя Лоўрэнса (LLNL) выкарыстоўвае лазерную тэхніку імплозіі для выбуху капсул, напоўненых дэйтэрыева-трыціевым палівам, з дапамогай лазерных прамянёў высокай энергіі. NIF нядаўна прадэманстраваў доказ канцэпцыі гэтага падыходу, што кіраваны ядзерны сінтэз можна выкарыстоўваць для задавальнення энергетычных патрэб.   

*** 

Спасылкі:  

1. Хэфэйскі інстытут фізічных навук, CAS. Навіны - кітайскае "штучнае сонца" дасягнула новага рэкорду ў значнай вехе на шляху да вытворчасці электраэнергіі з дапамогай тэрмаядзернага сінтэзу. Апублікавана 21 студзеня 2025 г. Даступна па адрасе https://english.hf.cas.cn/nr/bth/202501/t20250121_899051.html  

2. Эксперыментальны пашыраны звышправодны токамак (EAST). Кароткія ўводзіны. Даступны па адрасе  http://east.ipp.ac.cn/index/article/info/id/52.html  

3. Zhou C., 2024. Параўнанне токамака EAST і ITER. Тэарэтычныя і прыродазнаўчыя навукі, 43,162-167. DOI: https://doi.org/10.54254/2753-8818/43/20240818  

4. Ху Дж., Сі В., Чжан Дж. і інш. Увесь звышправодны токамак: УСХОД. AAPPS Bull. 33, 8 (2023). https://doi.org/10.1007/s43673-023-00080-9  

5. Чжэн Дж. і інш. 2022 г. Нядаўні прагрэс у кітайскіх даследаваннях тэрмаядзернага сінтэзу на аснове канфігурацыі звышправоднага токамака. Інавацыі. Том 3, выпуск 4, 12 ліпеня 2022 г., 100269. DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100269  

*** 

Артыкулы па тэме  

1. Праграма тэрмаядзернай энергіі Вялікабрытаніі: прадстаўлена канцэпцыя прататыпа электрастанцыі STEP (7 верасня 2024).  

2. У лабараторыі Лоўрэнса чацвёрты раз прадэманстравалі «запальванне тэрмаядзернага сінтэзу». (20 сьнежня 2023) 

3. Fusion Ignition становіцца рэальнасцю; Лабараторыя Лоўрэнса дасягнула энергетычнай бясстратнасці (15 сьнежня 2022) 

***