Термоядерный клинок: Китай планирует зажечь искусственное солнце

Китайские ученые рассекретили подробности одного из самых крупных научных проектов десятилетия — создания Crimson Skyblade. Или «Багрового Небесного клинка» — реактора для синтеза сверхпроводящей плазмы. Большинство журналистов называют его просто и понятно: искусственное солнце.

Зажглось оно в Хэфее, городе на юго-востоке Китая, где находится гигантский ускоритель элементарных частиц (токамак). Правда, такая установка интересна не сама по себе. Она всего лишь предвестник создания куда более крупного термоядерного реактора.

Хэфейский «Клинок» пока нужен, чтобы проверять на прочность сверхсовременные стройматериалы. А их, в свою очередь, будут использовать для строительства первого на планете термоядерного реактора.

Создатели устройства черпали вдохновение в древней китайской легенде об императоре Гаоцзу, основателе династии Хань, который правил с 202 по 195 годы до н.э. Император и был обладателем чудо-меча, который сверкал, как солнце, и разил врагов подобно метеору.

Создание термоядерного реактора — давняя мечта ученых во всем мире, не только китайских. Но для решения этой задачи потребуются стены из специальных материалов, способных выдержать невероятные условия. Почти как внутри звезды.

В отличие от ядерного деления, при котором атомы расщепляются для выработки энергии, термоядерный синтез, наоборот, объединяет атомные ядра. Это похоже на процесс, который обеспечивает энергией звёзды, в том числе Солнце.

Профессор Е Минью из Китайского университета науки и технологий говорит, что Поднебесная стала второй страной после Нидерландов, у которой появилось подобное термоядерное устройство. Однако Crimson Skyblade превосходит по производительности своего голландского предшественника.

— Разработать материалы для стен, которые были бы одновременно прочными и устойчивыми к повреждениям, чрезвычайно сложно. Для тестирования таких материалов нам нужны передовые среды моделирования, — говорит руководитель проекта «Багровый Небесный клинок» профессор Чжоу Хайшань из Института физических наук Хэфея при Китайской академии наук.

Команда профессора Хайшаня потратила более пяти лет на разработку мощного линейного плазменного устройства. При длине почти 16 метров и весе около 22,5 тонны оно имеет обтекаемую конструкцию, напоминающую меч (отсюда и название), и может непрерывно генерировать плазму, которая разгоняется до экстремально высоких скоростей с помощью магнитных полей.

«Клинок» имитирует термоядерные реакции на Солнце для получения столь необходимых человечеству дешевых света и тепла. Это устройство может работать непрерывно более 24 часов, создавая за каждый сеанс миллиард миллиардов миллионов частиц. Такое количество даже представить невозможно, не то что сосчитать.

Китай — один из мировых лидеров в области ядерного синтеза. В статье, опубликованной в журнале Nature в августе прошлого года, ежегодные инвестиции КНР в исследования в области ядерного синтеза оценивались в $1,5 млрд. А это почти вдвое превышает объем ежегодного финансирования этой области правительством США.

Китай также является ключевым игроком в исследованиях ядерного синтеза для Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР), который в настоящее время строится во Франции.

Также имеются планы по созданию полностью китайского испытательного термоядерного реактора China Fusion Engineering площадью более 40 гектаров, который будет вырабатывать огромное количество тепла с пиковой выходной мощностью до 2 гигаватт. Это чуть больше, чем у Курской АЭС.

Ожидается, что China Fusion Engineering будет запущен в эксплуатацию для проведения крупномасштабных научных экспериментов к 2035 г., а коммерческое использование реактора запланировано уже на 2050-й.

К тому времени термоядерная энергия станет такой же привычной для человечества, как сейчас — ядерная или солнечная. Правда, термоядерный реактор, в отличие от ядерного, намного безопаснее и для человека, и для природы.

Издание Energy Oil Gas Magazine пишет, что за China Fusion Engineering последуют другие термоядерные реакторы.

Пока что даже проектируемые реакторы сильно уступают АЭС по мощности. Но когда процесс станет по-настоящему массовым (так же, как в 1960-е, когда по всему миру стали строить атомные электростанции).

Китайское правительство сделало термоядерную энергетику национальным приоритетом, объединив усилия в консорциуме China Fusion Energy, возглавляемом Китайской национальной ядерной корпорацией (CNNC). В нее входит 25 госпредприятий, 4 ведущих университета и десятки частных компаний.

— В отличие от разрозненных усилий в некоторых западных странах, где исследования в области термоядерного синтеза часто сталкиваются с непостоянным финансированием и меняющимися политическими приоритетами, Китай вкладывает в разработку как государственные, так и частные инвестиции, — пишет Сара Рудж, колумнист Energy Oil Gas Magazine.

Так что «термоядерная империя», созданная Багровым Небесным клинком, скоро из легенды станет реальностью.