SPARC станет первым устройством, которое когда-либо достигнет «горящей плазмы»
Два с половиной года назад Массачусетский технологический институт заключил исследовательское соглашение со стартапом Commonwealth Fusion Systems с целью разработки эксперимента по исследованию термоядерного синтеза нового поколения под названием SPARC в качестве предшественника практической электростанции без выбросов.
Теперь, после многих месяцев интенсивных исследований и инженерной работы, исследователи, которым было поручено определить и усовершенствовать физику, лежащую в основе амбициозной конструкции реактора, опубликовали серию статей, в которых суммируются достигнутые ими успехи и излагаются ключевые исследовательские вопросы, которые разрешит SPARC.
В целом, говорит Мартин Гринвальд, заместитель директора Центра изучения плазмы и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института и один из ведущих ученых проекта, работа продвигается гладко и в соответствии с графиком.
По его словам, эта серия статей обеспечивает высокий уровень уверенности в физике плазмы и прогнозах производительности для SPARC.
Никаких неожиданных препятствий или сюрпризов не обнаружилось, а оставшиеся проблемы кажутся решаемыми. По словам Гринвальда, это создает прочную основу для работы устройства после его создания.
Мартин Гринвальд написал введение к серии из семи исследовательских работ, написанных 47 исследователями из 12 институтов и опубликованных сегодня в специальном выпуске Journal of Plasma Physics.
В совокупности документы описывают теоретическую и эмпирическую физическую основу новой термоядерной системы, которую консорциум планирует начать строить в следующем году.
Планируется, что SPARC станет первым экспериментальным устройством, которое когда-либо достигнет «горящей плазмы», то есть самоподдерживающейся реакции синтеза, в которой различные изотопы элемента водорода сливаются вместе с образованием гелия, без необходимости дополнительного ввода энергии.
Изучение поведения этой горящей плазмы — чего-то, что никогда раньше не наблюдалось на Земле в контролируемых условиях — рассматривается как важная информация для разработки следующего шага, рабочего прототипа практической электростанции.
Такие термоядерные электростанции могут значительно сократить выбросы парниковых газов в энергетическом секторе, который является одним из основных источников этих выбросов во всем мире.
Проект MIT и CFS является одним из крупнейших проектов исследований и разработок, финансируемых из частных источников, когда-либо проводившихся в области термоядерного синтеза.
Проведенный на данный момент анализ показывает, что запланированная выработка энергии термоядерного синтеза реактора SPARC должна соответствовать проектным спецификациям с приемлемым запасом.
Он разработан для достижения Q-фактора — ключевого параметра, обозначающего эффективность термоядерной плазмы — не менее 2, что по существу означает, что вырабатывается вдвое больше энергии термоядерного синтеза, чем количество энергии, закачиваемой для генерации реакции.
Это будет первый случай, когда термоядерная плазма произвела больше энергии, чем потребила.