Немецкий термоядерный реактор Wendelstein 7-X (W7-X), работающий по принципу стеллараторов, установил новый мировой рекорд по длительности удержания плазмы с высоким значением тройного произведения — ключевого параметра для оценки эффективности термоядерного синтеза. 22 мая 2025 года в рамках кампании OP 2.3 ученым удалось стабильно поддерживать плазму в течение 43 секунд, что превзошло предыдущие достижения токамаков, таких как японский JT60U и европейский JET.
Что такое тройное произведение?
Тройное произведение — это произведение плотности частиц плазмы, температуры и времени удержания энергии в магнитном поле. Превышение определенного порога этого параметра означает, что термоядерная реакция становится самоподдерживающейся, вырабатывая больше энергии, чем затрачивается на её поддержание.
В ходе эксперимента температура плазмы достигала более 20 миллионов градусов Цельсия, с пиковыми значениями около 30 миллионов, что подтверждает эффективность нагрева с помощью микроволновых излучателей.
Как был достигнут рекорд?
Для достижения рекордной длительности удержания плазмы был использован новый тип инжектора топливных гранул, разработанный в американской национальной лаборатории Оук-Ридж. Инжектор подавал около 90 замороженных гранул водорода размером около миллиметра в течение 43 секунд, что обеспечивало непрерывное пополнение топлива и поддержание баланса между подачей энергии и количеством топлива.
Другие достижения Wendelstein 7-X
Помимо рекорда по тройному произведению, в рамках кампании OP 2.3 были достигнуты еще два важных результата:
Суммарный энергетический оборот составил 1,8 гигаджоуля при длительности плазменного разряда 360 секунд, что превысило предыдущий рекорд в 1,3 гигаджоуля.
Впервые удалось повысить отношение давления плазмы к магнитному давлению до 3%, что является важным шагом для проектирования будущих термоядерных электростанций.
Перспективы для термоядерной энергетики
Руководитель проекта Wendelstein 7-X, Томас Клингер, отметил, что эти результаты демонстрируют потенциал стеллараторов как перспективной технологии для создания термоядерных электростанций. Эти успехи стали возможны благодаря международному сотрудничеству между научными центрами Германии и США.
Ведущие организации, такие как Институт плазменной физики Макса Планка и национальные лаборатории США, сыграли ключевую роль в обеспечении оборудования, диагностических систем и программного управления. Новые достижения приближают реализацию устойчивого и эффективного термоядерного синтеза, который может стать источником чистой и практически неисчерпаемой энергии.