Новое видео показывает процесс термоядерного синтеза в токамаке

Человечество, вероятно, ещё не стоит на пороге термоядерной революции. Но на этом пути мы получаем возможность наблюдать различные эксперименты с синтезом. Так, британская компания Tokamak Energy представила новые кадры, запечатлевшие настолько экстремальную физику, что происходящее кажется визуальными эффектами.

Снятое высокоскоростной цветной камерой видео демонстрирует тороидальную камеру под названием токамак с кружащимся внутри розовым облаком светящейся водородной плазмы, достигающей температур выше, чем в ядре Солнца. Всё это заключено в невероятно мощное магнитное поле. Мы видим только видимый свет от края плазмы, так как ядро плазмы настолько горячее, что вообще не излучает видимый свет.

В правом верхнем углу можно наблюдать впечатляющее зрелище инъекции гранул лития в камеру. Поначалу ярко-красные, гранулы лития падают глубже в плазму, а ионизация превращает их в размытый ореол яркого зелёного цвета.

Термоядерный синтез – тот же процесс, что питает звёзды миллиарды лет, включая наше Солнце. В ядре звезды колоссальная гравитация сталкивает атомы водорода в перегретом супе из плазмы, высвобождая больше тепла при объединении.

Воссоздать это на Земле сложно, так как у нас нет абсурдной гравитации звезды для беспроблемного столкновения атомов. Токамак – один из способов решения, он использует сверхпроводящие магниты для создания мощного магнитного поля, удерживающего плазму, которая настолько горяча, что никакой твёрдый материал не может её удержать.

Источник топлива – атомы водорода, также имеет недостатки. Хотя это самый распространённый атом во Вселенной, конкретные его изотопы на Земле добыть сложнее. Природный дейтерий довольно редок и извлекается из морской воды, но другой популярный изотоп, тритий, настолько редок, что учёным приходится "выращивать" его, облучая литий. Но теоретически они гораздо безопаснее в качестве топлива, чем атомы, используемые в ядерном делении, вроде плутония и урана, с очень коротким периодом полураспада излучения при синтезе.

Сейчас наши человеческие попытки запустить синтез требуют больше энергии, чем он производит, поэтому до практического применения ещё далеко, но впечатляющие кадры оказываются полезны учёным.

Цветная камера особенно помогает в таких экспериментах. Она помогает нам немедленно определить, излучают ли вводимые газообразные примеси в ожидаемом месте, и проникает ли литиевый порошок в ядро плазмы.

Искусственный интеллект научился предсказывать успех термоядерного синтеза – и это работает

Ученые MIT совершили прорыв в масштабировании ядерного синтеза с помощью машинного обучения

Возможно, в ближайшие годы частные компании все же смогут сделать какой-то прорыв, приблизив нас к рабочему положительному термоядерному синтезу.