Китайские учёные и инженеры совершили значительный прорыв в области управляемого термоядерного синтеза, создав плазму в условиях, которые невозможно достичь в земных условиях.Усовершенствованная установка «Хуанлю-3» (HL-3) смогла достичь температуры ионов в 117 миллионов градусов и температуры электронов в 160 миллионов градусов. Для сравнения, температура аккреционного диска у центральной чёрной дыры Млечного пути, известной как Стрелец А*/IR, составляет около 300 миллионов градусов.На этой установке были проведены испытания системы диагностики для Международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР.
Тороидальная установка HL-3 работает в улучшенном режиме, известном как H-режим, который обеспечивает значительно более высокую температуру и плотность плазмы. Эти достижения стали возможны благодаря усовершенствованию реактора, использованию более мощной системы нагрева и нового дивертера, отводящего тепло и защищающего стенки реактора от повреждений. Команда специалистов HL-3 провела исследования методов удержания энергии ядра и внесла необходимые изменения, что позволило устранить ряд проблем в управлении реакцией.
Впервые в истории Китаю удалось добиться повторных разрядов с температурой атомных ядер, превышающей 100 миллионов градусов. Это достижение подтверждает лидирующие позиции страны в области термоядерной энергетики, как пишет SCMP.
«В ходе эксперимента мы достигли рубежа „двойных 100 миллионов градусов“, а также значительного скачка общей производительности термоядерного синтеза. Это означает, что китайские исследования термоядерного синтеза вступают в фазу горящей плазмы», — сказал Чжун Улу, главный конструктор HL-3, в интервью телеканалу CCTV. — Впервые были введены в эксплуатацию отечественные системы нагрева, управления и диагностики, а их технические показатели достигли мирового уровня и установили несколько новых рекордов в исследованиях ядерного синтеза».
Токамак HL-3 оснащен передовыми компактными полихроматорами рассеяния Томсона и первым в мире комплексом прецизионных спектрометров с тройной решеткой. Их точность в два раза превышает точность международных аналогов. По сравнению с экспериментальным сверхпроводящим токамаком EAST в Хэфэе, HL-3 больше, новее, полностью отечественного производства и предназначен не только для исследований, но и для запуска действующей термоядерной электростанции.
Кроме того, на HL-3 прошел проверку прототип трехдиапазонной спектрометрической системы для диагностики системы перезарядки ИТЭР. Испытания продемонстрировали возможности одновременного измерения температуры ионов и мониторинга примесей. Также во время недавней модернизации установки команда HL-3 успешно ввела в эксплуатацию две самостоятельно разработанные системы нагрева плазмы — мощную систему электронного циклотронного нагрева и систему ввода пучка нейтральных частиц мощностью 7 МВт.
Тем временем, в России тоже не отстают и учёные Росатома и НИТУ МИСИС создали инновационный композит из вольфрама и меди, который планируют использовать в прототипе термоядерного реактора — токамаке с реакторными технологиями. Новый материал может существенно повысить эффективность термоядерных реакторов и решить проблемы с теплопередачей в таких устройствах.